KR20210128174A

KR20210128174A - X-ray detector, x-ray detecting system comprising same and x-ray detecting method using same

Info

Publication number: KR20210128174A
Application number: KR1020200046046A
Authority: KR
Inventors: 서자영; 김세용; 김종석
Original assignee: 주식회사 엘지화학
Priority date: 2020-04-16
Filing date: 2020-04-16
Publication date: 2021-10-26

Abstract

The present invention relates to an X-ray detection device, an X-ray detection system having the same, and an X-ray detection method using the same. The present invention comprises a photoelectric conversion unit and a scintillate layer.

Description

X-ray detection apparatus, X-ray detection system including same, and X-ray detection method using same

본 명세서는 엑스선 검출 장치, 이를 포함하는 엑스선 검출 시스템 및 이를 이용한 엑스선 검출 방법에 관한 것이다.The present specification relates to an X-ray detection apparatus, an X-ray detection system including the same, and an X-ray detection method using the same.

현 의료 시스템에서 엑스선 이미징 기술은 필수적이며, 더 낮은 엑스선 선량으로도 더 빠르게 선명한 화질의 이미지를 얻기 위해 다양한 물질 및 시스템에 대한 연구가 진행되고 있다.X-ray imaging technology is essential in the current medical system, and research on various materials and systems is being conducted in order to obtain a clearer image faster with a lower X-ray dose.

기존의 엑스선 검출 장치는 직접 방식(직접변환방식)과 간접 방식(간접변환방식)으로 구분된다.Existing X-ray detection apparatuses are divided into a direct method (direct conversion method) and an indirect method (indirect conversion method).

직접 방식의 엑스선 검출기는 입사된 엑스선을 가시광선으로의 전환 없이 엑스선 조사에 의해 바로 전하(전자-정공 쌍)를 발생시키는 포토컨덕터(photoconductor, 광전도체) 및 상기 포토컨덕터로부터 전하를 전달받아 전기적인 신호로 읽기 위한 복수의 픽셀전극을 포함하여 구성된다.A direct type X-ray detector includes a photoconductor (photoconductor) that directly generates electric charges (electron-hole pairs) by irradiation with X-rays without converting incident X-rays into visible light, and receives electric charges from the photoconductor. It is configured to include a plurality of pixel electrodes for reading as signals.

반면, 간접 방식의 엑스선 검출기는 엑스선을 흡수하여 가시광선을 발생시키는 신틸레이트(scintillator, 섬광체) 및 상기 신틸레이트에 의해 발생한 가시광선을 전기적인 신호로 읽기 위한 광전변환소자를 포함하여 구성된다. 즉, 간접 방식은 신틸레이트에서 엑스선을 가시광선으로 변환 후, 변환된 가시광선을 포토다이오드와 같은 광전변환소자를 통해 전하로 변환하는 방식이다.On the other hand, the indirect type X-ray detector is configured to include a scintillator (scintillator, scintillator) that absorbs X-rays to generate visible light, and a photoelectric conversion element for reading visible light generated by the scintillate as an electrical signal. That is, the indirect method is a method of converting X-rays into visible light in the scintillate, and then converting the converted visible light into electric charges through a photoelectric conversion device such as a photodiode.

간접 방식은 양자 효율이 높고, 안정적이며, 가격이 저렴한 장점이 있으나, 섬광체에서 발생한 빛이 모든 방향으로 산란하기 때문에 공간 분해능이 저하되는 단점이 있다.The indirect method has advantages of high quantum efficiency, stability, and low price.

직접 방식은 광전도체로 직접 변환된 전기적 신호를 검출함으로써 공간 분해능(spatial resolution)이 우수하여 영상 품질이 좋고, 변환효율 및 수집효율이 우수하여 환자에 대한 방사선(엑스선) 피폭을 감소시킬 수 있는 장점이 있으나, 누설전류(leakage current)가 높으며, 공정의 단가가 높다는 단점이 있다. The direct method detects the electrical signal directly converted to the photoconductor, so the spatial resolution is excellent, so the image quality is good. However, there are disadvantages in that the leakage current is high and the unit cost of the process is high.

직접 방식이든 간접 방식이든 모든 단점을 최소화하는 소재의 개발이 진행되고 있으나, 아직 그러한 소재를 찾아내기에 적합한 메커니즘이 확립되지 않았으며, 이에 직접 및 간접 방식 이외의 새로운 엑스선 검출 시스템이 필요하다고 여겨진다.Although the development of materials that minimize all disadvantages, whether direct or indirect, is in progress, a mechanism suitable for finding such materials has not yet been established, and it is considered that a new X-ray detection system other than direct and indirect methods is required.

KR 10-2018-0021610 AKR 10-2018-0021610 A

본 명세서의 일 실시상태는 광흡수층을 포함하는 광전변환부; 및 상기 광전변환부의 일면에 구비된 신틸레이트층을 포함하고, 상기 광흡수층이 5㎛ 이상의 평균 입자 크기(D50)를 갖는 페로브스카이트 화합물을 포함하는 것인 엑스선 검출 장치를 제공한다.An exemplary embodiment of the present specification includes a photoelectric conversion unit including a light absorption layer; and a scintillate layer provided on one surface of the photoelectric conversion unit, wherein the light absorption layer includes a perovskite compound having an average particle size (D50) of 5 μm or more.

본 명세서의 일 실시상태는 상기 광흡수층의 두께가 10㎛ 이상 2mm 이하인 엑스선 검출 장치를 제공한다.An exemplary embodiment of the present specification provides an X-ray detection device having a thickness of the light absorption layer of 10 μm or more and 2 mm or less.

본 명세서의 일 실시상태는 상기 신틸레이트층이 입사된 엑스선 중 일부를 가시광선으로 변환시키고, 나머지를 투과시키는 것인 엑스선 검출 장치를 제공한다.An exemplary embodiment of the present specification provides an X-ray detection apparatus in which the scintillate layer converts some of the incident X-rays into visible light and transmits the remaining X-rays.

본 명세서의 일 실시상태는 상기 광흡수층이 상기 신틸레이트층으로부터 변환된 가시광선 및 상기 신틸레이트층을 투과한 엑스선에 의해 전자-정공 쌍을 발생시키는 것인 엑스선 검출 장치를 제공한다.An exemplary embodiment of the present specification provides an X-ray detection apparatus in which the light absorption layer generates electron-hole pairs by visible light converted from the scintillate layer and X-rays passing through the scintillate layer.

본 명세서의 일 실시상태는 상기 광전변환부가 실리콘 포토다이오드를 실질적으로 포함하지 않는 것인 엑스선 검출 장치를 제공한다.An exemplary embodiment of the present specification provides an X-ray detection device that does not substantially include the photoelectric conversion unit silicon photodiode.

본 명세서의 일 실시상태는 상기 광흡수층이 2층 이상의 복수의 광흡수층을 포함하고, 각각의 광흡수층은 서로 동일하거나 상이한 페로브스카이트 화합물을 포함하는 것인 엑스선 검출 장치를 제공한다.An exemplary embodiment of the present specification provides an X-ray detection device in which the light absorption layer includes a plurality of light absorption layers of two or more layers, and each light absorption layer includes the same or different perovskite compounds.

본 명세서의 일 실시상태는 상기 페로브스카이트 화합물이 하기 화학식 1 또는 하기 화학식 2로 표시되는 것인 엑스선 검출 장치를 제공한다.An exemplary embodiment of the present specification provides an X-ray detection device in which the perovskite compound is represented by the following Chemical Formula 1 or the following Chemical Formula 2.

[화학식 1][Formula 1]

A_aMX₃ A _a MX ₃

[화학식 2][Formula 2]

A_bMX₄ A _b mx ₄

상기 화학식 1 및 2에서,In Formulas 1 and 2,

상기 A는 유기 양이온 또는 무기 양이온이고,A is an organic cation or an inorganic cation,

상기 M은 Cu²⁺, Ni²⁺, Co²⁺, Fe²⁺, Mn²⁺, Cr²⁺, Pd²⁺, Cd²⁺, Yb²⁺, Pb²⁺, Sn²⁺, Ge²⁺, Bi³⁺, Sb³⁺, 및 이들의 조합들로 이루어진 군으로부터 선택되는 금속 양이온이고, ^Wherein M is Cu 2+ , Ni ²⁺ , Co ²⁺ , Fe ²⁺ , Mn ²⁺ , Cr ²⁺ , Pd ²⁺ , Cd ²⁺ , Yb ²⁺ , Pb ²⁺ , Sn ²⁺ , Ge ²⁺ , Bi ³⁺ , Sb ³⁺ , and a metal cation selected from the group consisting of combinations thereof,

상기 X는 음이온이고,X is an anion,

상기 a와 b는 화합물을 중성으로 만들어주는 값으로서, 1 내지 6의 정수이다.A and b are values that make the compound neutral, and are integers of 1 to 6.

본 명세서의 일 실시상태는 상기 신틸레이트층이 하기 화학식 1 또는 하기 화학식 2로 표시되는 제2 페로브스카이트 화합물을 포함하는 엑스선 검출 장치를 제공한다.An exemplary embodiment of the present specification provides an X-ray detection apparatus in which the scintillate layer includes a second perovskite compound represented by the following Chemical Formula 1 or the following Chemical Formula 2.

[화학식 1][Formula 1]

A_aMX₃ A _a MX ₃

[화학식 2][Formula 2]

A_bMX₄ A _b mx ₄

상기 화학식 1 및 2에서,In Formulas 1 and 2,

상기 X는 음이온이고,X is an anion,

본 명세서의 일 실시상태는 상기 제2 페로브스카이트 화합물의 평균 입자 크기(D50)가 10nm 내지 100nm인 것인 엑스선 검출 장치를 제공한다.An exemplary embodiment of the present specification provides an X-ray detection apparatus in which the average particle size (D50) of the second perovskite compound is 10 nm to 100 nm.

본 명세서의 일 실시상태는 상기 광흡수층이 바인더를 더 포함하고, 상기 바인더 및 상기 페로브스카이트 화합물의 중량 비율이 1:3 내지 1:20인 것인 엑스선 검출 장치를 제공한다.An exemplary embodiment of the present specification provides an X-ray detection device in which the light absorption layer further includes a binder, and a weight ratio of the binder and the perovskite compound is 1:3 to 1:20.

본 명세서의 일 실시상태는 상기 광전변환부가 상기 광흡수층의 일면에 구비된 제1 전극; 및 상기 광흡수층의 타면에 구비된 제2 전극을 포함하는 것인 엑스선 검출 장치를 제공한다.An exemplary embodiment of the present specification includes a first electrode provided with the photoelectric conversion unit on one surface of the light absorption layer; and a second electrode provided on the other surface of the light absorption layer.

본 명세서의 일 실시상태는 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극 사이에 구비된 전자 수송층, 정공 차단층, 전자 차단층 및 정공 수송층으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 어느 한 층을 더 포함하는 엑스선 검출 장치를 제공한다.An exemplary embodiment of the present specification is an X-ray detection device further comprising at least one layer selected from the group consisting of an electron transport layer, a hole blocking layer, an electron blocking layer, and a hole transport layer provided between the first electrode and the second electrode to provide.

본 명세서의 일 실시상태는 엑스선을 발생시키는 엑스선 발생기; 상기 엑스선을 검출하여 전기적 신호로 변환시키는 상술한 엑스선 검출 장치; 및 상기 전기적 신호를 판독하는 데이터 검출부를 포함하는 엑스선 검출 시스템을 제공한다.An exemplary embodiment of the present specification is an X-ray generator for generating X-rays; the above-described X-ray detection device for detecting the X-ray and converting it into an electrical signal; and a data detector for reading the electrical signal.

본 명세서의 일 실시상태는 상술한 엑스선 검출 장치에 엑스선을 조사하는 단계; 상기 엑스선 검출 장치에 의해 엑스선을 전기적 신호로 변환하는 단계; 및 상기 전기적 신호를 판독하는 데이터 검출 단계를 포함하는 엑스선 검출 방법을 제공한다.An exemplary embodiment of the present specification includes irradiating X-rays to the above-described X-ray detection apparatus; converting X-rays into electrical signals by the X-ray detection device; and a data detection step of reading the electrical signal.

본 발명의 일 실시상태에 따른 엑스선 검출 장치는 엑스선 검출하는 방법으로 직접 방식과 간접 방식의 혼합 방식을 사용함으로써, 엑스선을 고감도 및 고분해능으로 검출할 수 있다.The X-ray detection apparatus according to an exemplary embodiment of the present invention may detect X-rays with high sensitivity and high resolution by using a mixed method of a direct method and an indirect method as a method of detecting X-rays.

도 1은 본 발명의 일 실시상태에 따른 엑스선 검출 장치의 구조도이다.
도 2는 실험예의 엑스선 흡수능력을 평가한 것이다.1 is a structural diagram of an X-ray detection apparatus according to an exemplary embodiment of the present invention.
2 is an evaluation of the X-ray absorption capacity of the experimental example.

이하, 본 명세서에 대해 더욱 상세히 설명한다.Hereinafter, the present specification will be described in more detail.

본 명세서에 있어서, 명시적인 언급이 없는 한, 전문용어는 단지 특정 실시예를 언급하기 위한 것이며, 본 발명을 한정하기 위한 것은 아니다.In the present specification, unless explicitly stated, terminology is only used to refer to specific embodiments, and is not intended to limit the present invention.

본 명세서에 있어서, "포함"의 의미는 특정한 특성, 영역, 동작, 단계, 요소, 및/또는 성분을 구체화하는 것일 뿐, 다른 특정한 특성, 영역, 동작, 단계, 요소 및/또는 성분의 존재나 부가를 배제하는 것은 아니다.As used herein, the meaning of "comprising" is merely to specify a particular characteristic, region, operation, step, element, and/or component, but not the presence or absence of another specific characteristic, region, operation, step, element, and/or component. Addition is not excluded.

본 명세서에서 어떤 부재가 다른 부재 "상에" 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 접해 있는 경우뿐만 아니라 두 부재 사이에 또 다른 부재가 존재하는 경우도 포함한다.In the present specification, when a member is said to be located “on” another member, this includes not only a case in which a member is in contact with another member but also a case in which another member is present between the two members.

본 명세서에 있어서, 결정(crystal)이란 원자의 배열이 공간적으로 반복된 패턴을 가지는 물질을 의미한다.In the present specification, a crystal refers to a material having a pattern in which the arrangement of atoms is spatially repeated.

먼저, 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시상태에 따른 엑스선 검출 장치의 구조를 설명하기로 한다.First, a structure of an X-ray detection apparatus according to an exemplary embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

도 1은 본 발명의 일 실시상태에 따른 엑스선 검출 장치의 구조도이다.1 is a structural diagram of an X-ray detection apparatus according to an exemplary embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시상태에 따른 엑스선 검출 장치(100)는 광흡수층(111)을 포함하는 광전변환부(101); 및 상기 광전변환부(101)의 일면에 구비된 신틸레이트층(102)을 포함한다.Referring to FIG. 1 , an X-ray detection apparatus 100 according to an exemplary embodiment of the present invention includes a photoelectric conversion unit 101 including a light absorption layer 111 ; and a scintillate layer 102 provided on one surface of the photoelectric conversion unit 101 .

상기 광전변환부(101)는 광흡수층(111)을 포함하며, 상기 광흡수층(111)의 일면에 구비된 제1 전극(112); 및 상기 광흡수층(111)의 타면에 구비된 제2 전극(113)을 포함할 수 있다.The photoelectric conversion unit 101 includes a light absorption layer 111, the first electrode 112 provided on one surface of the light absorption layer 111; and a second electrode 113 provided on the other surface of the light absorption layer 111 .

상기 광전변환부(101)는 상기 신틸레이트층으로터 입사되는 가시광선 또는 엑스선을 전기적 신호로 변환시키는 구성이다. 상기 발생된 전기적 신호를 기판(103)에 제공할 수 있다. 구체적으로, 광전변환부(101)에 입사된 가시광선이 광전변환부(101)에서 전자 및 정공으로 구성된 전하로 변환되고, 상기 전자 및 정공이 흐르면서 광전변환부에 전류가 발생하게 된다.The photoelectric conversion unit 101 is configured to convert visible light or X-rays incident from the scintillate layer into electrical signals. The generated electrical signal may be provided to the substrate 103 . Specifically, the visible light incident on the photoelectric conversion unit 101 is converted into charges composed of electrons and holes in the photoelectric conversion unit 101, and as the electrons and holes flow, a current is generated in the photoelectric conversion unit.

상기 광전변환부(101)는 광흡수층(111)을 포함하며, 상기 광흡수층(111)의 일면에 구비된 제1 전극(112); 및 상기 광흡수층(111)의 타면에 구비된 제2 전극(113)을 포함한다.The photoelectric conversion unit 101 includes a light absorption layer 111, the first electrode 112 provided on one surface of the light absorption layer 111; and a second electrode 113 provided on the other surface of the light absorption layer 111 .

볼 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 광전변환부(101)는 실리콘 포토다이오드를 실질적으로 포함하지 않을 수 있다. 일반적으로, 광전변환부(101)는 엑스선 검출 장치에서 얻어진 화상에 포함되는 잔상을 저감하기 위해 도입되나, 본 발명의 일 실시상태에 따른 엑스선 검출 장치는 상술한 바와 같이 직접 방식과 간접 방식을 혼합함으로써, 고감도 및 고분해능의 엑스선의 검출이 가능하므로, 별도의 실리콘 포토다이오드를 포함하지 않는다.In an exemplary embodiment of the present invention, the photoelectric conversion unit 101 may not substantially include a silicon photodiode. In general, the photoelectric conversion unit 101 is introduced to reduce an afterimage included in an image obtained by the X-ray detection apparatus, but the X-ray detection apparatus according to an embodiment of the present invention mixes the direct method and the indirect method as described above. By doing so, it is possible to detect X-rays with high sensitivity and high resolution, and thus a separate silicon photodiode is not included.

상기 광전변환부(101)는 타면에 기판(103)을 더 포함할 수 있다.The photoelectric conversion unit 101 may further include a substrate 103 on the other surface.

상기 기판(103)은 상보형금속산화반도체(CMOS, complementary metal-oxide semiconductor), 전하결합소자(CCD, charge coupled device) 또는 박막트랜지스터(TFT, thin film transistor)를 포함하는 어레이(array) 기판일 수 있다.The substrate 103 is an array substrate including a complementary metal-oxide semiconductor (CMOS), a charge coupled device (CCD), or a thin film transistor (TFT). can

또는 상기 기판(103)은 절연성 물질로 형성될 수 있다. 기판(103)은 예를 들어, 유리(glass), 석영(quartz), 실리콘(silicon) 또는 플라스틱(plastic)으로 형성될 수 있다.Alternatively, the substrate 103 may be formed of an insulating material. The substrate 103 may be formed of, for example, glass, quartz, silicon, or plastic.

상기 광전변환부(101)는 기판(103) 상에 형성될 수 있으며, 더욱 구체적으로는 상기 광흡수층(111) 후막을 기판(103) 또는 제2 전극(113) 상에 형성하는 방법으로 형성될 수 있다.The photoelectric conversion unit 101 may be formed on the substrate 103 , and more specifically, the light absorption layer 111 may be formed by a method of forming a thick film on the substrate 103 or the second electrode 113 . can

이하, 본 발명의 일 실시상태에 따른 엑스선 검출 장치의 작동 원리를 설명한다.Hereinafter, an operating principle of the X-ray detection apparatus according to an exemplary embodiment of the present invention will be described.

상기 신틸레이트층(102)는 외부로부터 입사된 엑스선(X-ray)을 가시광선으로 변환시키는 구성이다. The scintillate layer 102 is configured to convert X-rays incident from the outside into visible light.

본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 신틸레이트층은 입사된 엑스선 중 일부를 가시광선으로 변환시키고, 나머지를 투과시킬 수 있다.In an exemplary embodiment of the present invention, the scintillate layer may convert some of the incident X-rays into visible light and transmit the remaining X-rays.

상기 신틸레이트층은 엑스선이 조사되면서 여기된 전자와 정공이 만나 중성의 쌍을 이뤄 하나의 입자처럼 움직이게 되는 엑시톤을 생성하면서 빛을 발생시킨다. 이를 통해, 별도의 인가 전압이 없이도 사용이 가능하다.The scintillate layer generates light while generating excitons that move like a single particle by meeting electrons and holes excited while X-rays are irradiated to form a neutral pair. Through this, it can be used without a separate applied voltage.

본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 광흡수층은 상기 신틸레이트층으로부터 변환된 가시광선 및 상기 신틸레이트층을 투과한 엑스선에 의해 전자-정공 쌍을 발생시킬 수 있다.In an exemplary embodiment of the present invention, the light absorption layer may generate electron-hole pairs by visible light converted from the scintillate layer and X-rays passing through the scintillate layer.

상기 광전변환부(101)는 상기 신틸레이트층으로부터 입사되는 가시광선 또는 엑스선을 전기적 신호로 변환시키는 구성이다. 상기 발생된 전기적 신호를 기판(103)에 제공할 수 있다. 구체적으로, 광전변환부(101)에 입사된 가시광선이 광전변환부(101)에서 전자 및 정공으로 구성된 전하로 변환되고, 상기 전자 및 정공이 흐르면서 광전변환부에 전류가 발생하게 된다.The photoelectric conversion unit 101 is configured to convert visible light or X-rays incident from the scintillate layer into electrical signals. The generated electrical signal may be provided to the substrate 103 . Specifically, the visible light incident on the photoelectric conversion unit 101 is converted into charges composed of electrons and holes in the photoelectric conversion unit 101, and as the electrons and holes flow, a current is generated in the photoelectric conversion unit.

이하, 본 발명의 일 실시상태에 따른 엑스선 검출 장치의 각 구성을 설명한다.Hereinafter, each configuration of the X-ray detection apparatus according to an exemplary embodiment of the present invention will be described.

본 발명의 일 실시상태에 따른 엑스선 검출 장치의 광흡수층은 신틸레이트층에서 변환된 가시광선과 신틸레이트층에서 변환되지 않고 투과된 엑스선을 모두 흡수할 수 있다. 즉, 본 발명의 일 실시상태에 따른 엑스선 검출 장치는 광흡수층의 가시광선 및 엑스선 흡수능이 향상되어, 상술한 간접 방식과 직접 방식을 모두 혼합한 하이브리드형 엑스선 검출 장치로 작동한다.The light absorption layer of the X-ray detection device according to an exemplary embodiment of the present invention may absorb both visible light converted by the scintillate layer and X-rays transmitted without being converted by the scintillate layer. That is, the X-ray detection apparatus according to an exemplary embodiment of the present invention has improved visible light and X-ray absorption capacity of the light absorption layer, and thus operates as a hybrid X-ray detection apparatus in which both the indirect method and the direct method are mixed.

본 발명의 일 실시상태에 따른 엑스선 검출 장치의 구조는 기존의 직접 방식과 간접 방식을 혼합한 형태로서, 직접 방식 또는 간접 방식 단독으로 사용하는 경우에 비해 엑스선의 흡수 효율이 향상된다. 이를 통해, 공간 해상도가 향상되어 고화질의 영상을 얻을 수 있는 장점을 갖는다.The structure of the X-ray detection apparatus according to an exemplary embodiment of the present invention is a mixture of the existing direct method and the indirect method, and the absorption efficiency of X-rays is improved compared to the case of using the direct method or the indirect method alone. Through this, spatial resolution is improved, so that it is possible to obtain a high-quality image.

상기 신틸레이트층은 엑스선을 흡수하여 가시광선 영역의 형광을 발광할 수 있으며, 상기 광전변환부에 포함된 광흡수층이 상기 신틸레이트층으로부터 발광된 가시광선을 흡수하게 된다. 이때, 상기 신틸레이트층은 일부 엑스선을 투과시킬 수 있는데, 상기 광흡수층이 상기 투과된 엑스선을 흡수하는 것도 필요하다. 즉, 본 발명의 광전변환부의 광흡수층은 신틸레이트층으로부터 발광된 가시광선과, 신틸레이트층을 투과한 엑스선을 모두 효율적으로 흡수하는 것을 특징으로 한다.The scintillate layer may absorb X-rays to emit fluorescence in a visible ray region, and the light absorbing layer included in the photoelectric conversion unit absorbs visible ray emitted from the scintillate layer. In this case, the scintillate layer may transmit some X-rays, and the light absorption layer also needs to absorb the transmitted X-rays. That is, the light absorption layer of the photoelectric conversion unit of the present invention is characterized in that it efficiently absorbs both the visible light emitted from the scintillate layer and the X-ray transmitted through the scintillate layer.

본 발명은, 상기 광흡수층이 5㎛ 이상의 평균 입자 크기(D50)을 갖는 페로브스카이트 화합물을 포함하는 것을 특징으로 한다. 상기 페로브스카이트 화합물은 생성된 광전하의 이동특성이 우수하여, 광전하의 수집 효율이 우수한 장점을 갖는다. 이때, 상기 페로브스카이트 화합물의 특성을 조절하여 빛을 흡수하는 스펙트럼 및 흡수량을 증가시킬 수 있다.The present invention is characterized in that the light absorption layer comprises a perovskite compound having an average particle size (D50) of 5 μm or more. The perovskite compound has an advantage in that it has excellent mobility of the generated photocharge, and thus the photocharge collection efficiency is excellent. In this case, by adjusting the properties of the perovskite compound, it is possible to increase the light absorption spectrum and absorption amount.

이때, 상기 페로브스카이트 화합물이 5㎛ 이상, 7㎛ 이상, 바람직하게는 10㎛ 이상의 평균 입자 크기(D50)를 갖는 것을 특징으로 한다. 상기 평균 입자 크기(D50)의 상한은 특별히 한정되지 않으며, 200㎛ 이하, 100㎛ 이하, 또는 50㎛ 이하일 수 있다. 상기 범위에 미달하는 경우, 결함(defect)이 생기기 쉬운 표면적이 증가하여 광전하 전달 효율이 감소될 수 있으며, 상기 범위를 초과하는 경우 내구성이 감소하거나 코팅성이 저하되어 제조 공정 상의 문제가 발생할 수 있으므로 상기 범위 내로 조절하는 것이 필요하다.At this time, it is characterized in that the perovskite compound has an average particle size (D50) of 5 μm or more, 7 μm or more, preferably 10 μm or more. The upper limit of the average particle size (D50) is not particularly limited, and may be 200 μm or less, 100 μm or less, or 50 μm or less. When it is less than the above range, the photocharge transfer efficiency may be reduced by increasing the surface area where defects are likely to occur. Therefore, it is necessary to adjust within the above range.

상기 평균 입자 크기(D50)는 상기 페로브스카이트 화합물의 입자 크기 분포도 중 상위 50%에 해당하는 크기를 의미한다. 상기 입자 크기는 이 기술이 속하는 분야의 다양한 방법에 의해 측정할 수 있으며, 예를 들어 TEM 사진을 통해 측정 및 계산할 수 있다.The average particle size (D50) means a size corresponding to the upper 50% of the particle size distribution of the perovskite compound. The particle size can be measured by various methods in the field to which this technology belongs, for example, it can be measured and calculated through a TEM photograph.

본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 광흡수층의 두께가 10㎛ 이상 2mm 이하, 20㎛ 이상 1.5mm 이하, 바람직하게는 30㎛ 이상 1.5mm 이하일 수 있다. 상기 두께를 초과할 경우, 광흡수층에서 변환된 전자-정공 쌍(electron-hole pair)를 기판으로 전달하기 위한 전압이 과도하게 많이 필요한 경우가 있으며 기판과의 박리력이 감소하는 문제가 있다. 반면에, 상기 두께에 미달할 경우 광흡수층에 포함되는 페로브스카이트 화합물의 함량이 줄어드므로 페로브스카이트 화합물에 의한 엑스선 흡수량이 저하되는 문제가 있다.In an exemplary embodiment of the present invention, the thickness of the light absorption layer may be 10 μm or more and 2 mm or less, 20 μm or more and 1.5 mm or less, and preferably 30 μm or more and 1.5 mm or less. When the thickness is exceeded, an excessively high voltage for transferring electron-hole pairs converted from the light absorption layer to the substrate is sometimes required, and there is a problem in that peeling force from the substrate is reduced. On the other hand, when the thickness is less than the above thickness, since the content of the perovskite compound included in the light absorption layer is reduced, there is a problem in that the amount of X-ray absorption by the perovskite compound is reduced.

상기 광흡수층의 두께는 이 기술이 속하는 분야에서 일반적으로 사용되는 방법에 의해 측정할 수 있으며, 예를 들어 TEM 사진을 통해 측정 및 계산할 수 있다.The thickness of the light absorption layer may be measured by a method generally used in the field to which this technology belongs, for example, may be measured and calculated through a TEM photograph.

본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 광흡수층은 2층 이상의 복수의 광흡수층을 포함하고, 각각의 광흡수층은 서로 동일하거나 상이한 페로브스카이트 화합물을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 광흡수층은 동일한 물질을 포함하는 단층의 광흡수층일 수 있으나, 제1 내지 제n 광흡수층을 포함하는 복수의 광흡수층일 수 있다(n은 2 이상의 양의 정수). 이때, 상기 각각의 광흡수층은 동일하거나 상이한 페로브스카이트 화합물을 포함할 수 있다.In an exemplary embodiment of the present invention, the light absorption layer includes a plurality of light absorption layers of two or more layers, and each light absorption layer may include the same or different perovskite compounds. For example, the light absorption layer may be a single light absorption layer including the same material, or may be a plurality of light absorption layers including first to nth light absorption layers (n is a positive integer of 2 or more). In this case, each of the light absorption layers may include the same or different perovskite compounds.

상기 광전변환부는 실리콘 포토다이오드를 실질적으로 포함하지 않을 수 있다. 일반적으로, 광전변환부는 엑스선 검출 장치에서 얻어진 화상에 포함되는 잔상을 저감하기 위해 도입되나, 본 발명의 일 실시상태에 따른 엑스선 검출 장치는 상술한 바와 같이 직접 방식과 간접 방식을 혼합함으로써, 고감도 및 고분해능의 엑스선의 검출이 가능하므로, 별도의 실리콘 포토다이오드를 포함하지 않는다.The photoelectric conversion unit may substantially not include a silicon photodiode. In general, the photoelectric conversion unit is introduced to reduce an afterimage included in an image obtained by the X-ray detection apparatus, but the X-ray detection apparatus according to an exemplary embodiment of the present invention mixes the direct method and the indirect method as described above, thereby providing high sensitivity and Since high-resolution X-ray detection is possible, a separate silicon photodiode is not included.

상기 페로브스카이트 화합물의 단위 구조는 입방정계(cubic) 구조 또는 정방정계(tetragonal) 구조일 수 있다. Bravais의 결정격자 시스템을 기준으로 설명하면, 페로브스카이트 화합물의 단위 구조는 (1) 금속 양이온은 체심에 위치하고, (2) 무기 할라이드는 면심 입방 구조(Face centered cubic; FCC)로 육면체의 6개의 면의 중심에 위치하고, (2) 유기 양이온 또는 무기 양이온은 체심 입방 구조(body centered cubic; BCC)로 8개의 모서리에 위치하는 구조이다.The unit structure of the perovskite compound may be a cubic structure or a tetragonal structure. Based on Bravais' crystal lattice system, the unit structure of the perovskite compound is (1) metal cations are located at the body center, and (2) inorganic halide is a face centered cubic (FCC) structure of 6 hexahedron. (2) organic cations or inorganic cations have a body centered cubic (BCC) structure positioned at eight corners.

본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 페로브스카이트 화합물이 하기 화학식 1 또는 하기 화학식 2로 표시될 수 있다.In an exemplary embodiment of the present invention, the perovskite compound may be represented by the following Chemical Formula 1 or the following Chemical Formula 2.

[화학식 1][Formula 1]

A_aMX₃ A _a MX ₃

[화학식 2][Formula 2]

A_bMX₄ A _b mx ₄

상기 화학식 1 및 2에서,In Formulas 1 and 2,

상기 M은 1가 내지 3가의 금속 양이온이고,M is a monovalent to trivalent metal cation,

상기 X는 음이온이고,X is an anion,

상기 무기 양이온은 알칼리 금속 양이온일 수 있고, 구체적으로 Li⁺, Na⁺, K⁺, Rb⁺, Cs⁺, Ag⁺, Au⁺ 또는 Fr⁺일 수 있다.The inorganic cation may be an alkali metal cation, specifically Li ⁺ , Na ⁺ , K ⁺ , Rb ⁺ , Cs ⁺ , Ag ⁺ , Au ⁺ or Fr ⁺ .

본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 신틸레이트층이 하기 화학식 1 또는 하기 화학식 2로 표시되는 제2 페로브스카이트 화합물을 포함할 수 있다.In an exemplary embodiment of the present invention, the scintillate layer may include a second perovskite compound represented by the following Chemical Formula 1 or the following Chemical Formula 2.

[화학식 1][Formula 1]

A_aMX₃ A _a MX ₃

[화학식 2][Formula 2]

A_bMX₄ A _b mx ₄

상기 화학식 1 및 2에서,In Formulas 1 and 2,

상기 X는 음이온이고,X is an anion,

상기 유기 양이온은 1가의 유기 암모늄 이온일 수 있고, 구체적으로 (R₁R₂R₃R₄N)⁺로서 표시되는 1가의 유기 암모늄 이온으로서, R₁　내지 R₄는 각각 독립적으로 탄소수가 1 내지 24인 선형 또는 분지형 알킬기, 탄소수가 3 내지 20인 시클로알킬기, 탄소수가 6 내지 20인 아릴기, 및 이들의 조합들로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다.The organic cation may be a monovalent organic ammonium ion, specifically (R ₁ R ₂ R ₃ R ₄ N) ⁺ as a monovalent organic ammonium ion, wherein R ₁ to R ₄ each independently have 1 to It may include one selected from the group consisting of a linear or branched alkyl group having 24 carbon atoms, a cycloalkyl group having 3 to 20 carbon atoms, an aryl group having 6 to 20 carbon atoms, and combinations thereof, but may not be limited thereto. .

상기 유기 양이온은 (R₅-NH₃)⁺로서 표시되는 1가의 유기 암모늄 이온으로서, R₅는 탄소수가 1 내지 24인 선형 또는 분지형 알킬기, 탄소수가 3 내지 20인 시클로알킬기, 탄소수가 6 내지 20인 아릴기, 및 이들의 조합들로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다.The organic cation is a monovalent organic ammonium ion represented by _{(R 5} -NH ₃ ) ⁺ _{, R 5} is a linear or branched alkyl group having 1 to 24 carbon atoms, a cycloalkyl group having 3 to 20 carbon atoms, 6 to carbon atoms It may include one selected from the group consisting of 20 aryl groups, and combinations thereof, but may not be limited thereto.

상기 유기 양이온은 화학식 (R₆R₇N=CH-NR₈R₉)⁺로서 표시되는 것일 수 있으며, 여기에서 R₆는 수소, 치환되지 않거나 치환된 탄소수가 1 내지 20인 알킬(alkyl)기, 또는 치환되지 않거나 치환된 아릴(aryl)기일 수 있고; R₇은 수소, 치환되지 않거나 치환된 탄소수가 1 내지 20인 알킬기, 또는 치환되지 않거나 치환된 아릴기일 수 있으며; R₈은 수소, 치환되지 않거나 치환된 탄소수가 1 내지 20인 알킬기, 또는 치환되지 않거나 치환된 아릴기일 수 있고; R₉은 수소, 치환되지 않거나 치환된 탄소수가 1 내지 20인 알킬기, 또는 치환되지 않거나 치환된 아릴기일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.The organic cation may be represented by the formula (R ₆ R ₇ N=CH-NR ₈ R ₉ ) ⁺ , wherein R ₆ is hydrogen, an unsubstituted or substituted C 1 to 20 alkyl group. , or an unsubstituted or substituted aryl group; R ₇ may be hydrogen, an unsubstituted or substituted alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, or an unsubstituted or substituted aryl group; R ₈ may be hydrogen, an unsubstituted or substituted alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, or an unsubstituted or substituted aryl group; R ₉ may be hydrogen, an unsubstituted or substituted alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, or an unsubstituted or substituted aryl group, but is not limited thereto.

상기 알킬기는 치환되거나 치환되지 않으며, 선형 또는 분지형 사슬 포화 라디칼(linear or branched chain saturated radical)일 수 있으며, 그것은 종종 치환되거나 치환되지 않은 선형 사슬 포화 라디칼일 수 있으며, 예를 들어, 치환되지 않은 선형 사슬 포화 라디칼일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 예를 들어, 본원에서 사용된 탄소수가 1 내지 20인 알킬기는, 치환되거나 치환되지 않은, 선형 또는 분지형 사슬 포화 탄화수소 라디칼일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.The alkyl group may be substituted or unsubstituted and may be a linear or branched chain saturated radical, which may often be a substituted or unsubstituted linear chain saturated radical, e.g., an unsubstituted It may be a linear chain saturated radical, but is not limited thereto. For example, an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms as used herein can be, but is not limited to, a substituted or unsubstituted, linear or branched chain saturated hydrocarbon radical.

상기 알킬기가 치환되는 경우, 치환기(substituent)는 다음으로부터 선택된 하나 또는 그 이상의 치환기일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 구체적으로, 상기 치환기는 치환되거나 치환되지 않은 탄소수가 1 내지 20인 알킬기, 치환되거나 치환되지 않은 아릴기, 시아노(cyano)기, 아미노기, 탄소수가 1 내지 10인 알킬아미노(alkylamino)기, 탄소수가 1 내지 10인 디(di)알킬아미노기, 아릴아미노(arylamino)기, 디아릴아미노(diarylamino)기, 아릴알킬아미노(arylalkylamino)기, 아미노(amino)기, 아마이드(amide)기, 하이드록시(hydroxy)기, 옥소(oxo)기, 할로(halo)기, 카르복시(carboxy)기, 에스테르(ester)기, 아실(acyl)기, 아실옥시(acyloxy)기, 탄소수가 1 내지 20인 알콕시(alkoxy)기, 아릴옥시(aryloxy)기, 할로알킬(haloalkyl)기, 슬폰산(sulfonic acid)기, 슬폰(sulfhydryl)기 (즉, 싸이올(thiol), -SH), 탄소수가 1 내지 10인 알킬싸이오(alkylthio)기, 아릴싸이오(arylthio)기, 슬포닐(sulfonyl)기, 인산(phosphoric acid)기, 인산염 에스테르(phosphate ester)기, 포스폰산(phosphonic acid)기, 및 포스포네이트 에스테르 (phosphonate ester)기. 예를 들어, 치환된 알킬기는, 할로겐알킬기, 하이드록시알킬(hydroxyalkyl)기, 아미노알킬(aminoalkyl)기, 알콕시알킬(alkoxyalkyl)기, 또는 알크아릴(alkaryl)기를 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 알크아릴기는 치환된 탄소수가 1 내지 20인 알킬기에 속하는 것으로서, 적어도 하나의 수소 원자가 아릴기로 치환된 경우를 의미하는 것이다. 예를 들어, 상기 적어도 하나의 수소 원자를 치환하는 아릴기는, 벤질(benzyl)기(페닐메틸(phenylmethyl),PhCH₂-), 벤즈히드릴(benzhydryl)기(Ph₂CH-), 트리틸(trityl)기(트리페닐메틸(triphenylmethyl), Ph₃C-), 페닐에틸(phenylethyl, Ph-CH₂CH₂-), 스티릴(styryl)기 (PhCH=CH-), 또는 신나밀(cinnamyl)기 (PhCH=CHCH₂-)를 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.When the alkyl group is substituted, the substituent may be one or more substituents selected from the following, but is not limited thereto. Specifically, the substituent is a substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, a substituted or unsubstituted aryl group, a cyano group, an amino group, an alkylamino group having 1 to 10 carbon atoms, a carbon number 1 to 10 di (di) alkylamino group, arylamino (arylamino) group, diarylamino (diarylamino) group, arylalkylamino (arylalkylamino) group, amino (amino) group, amide (amide) group, hydroxy ( A hydroxy group, an oxo group, a halo group, a carboxy group, an ester group, an acyl group, an acyloxy group, an alkoxy group having 1 to 20 carbon atoms ) group, aryloxy group, haloalkyl group, sulfonic acid group, sulfhydryl group (ie, thiol, -SH), alkyl having 1 to 10 carbon atoms A thio group, an arylthio group, a sulfonyl group, a phosphoric acid group, a phosphate ester group, a phosphonic acid group, and a phosphonate ester (phosphonate ester) group. For example, the substituted alkyl group may include a halogenalkyl group, a hydroxyalkyl group, an aminoalkyl group, an alkoxyalkyl group, or an alkaryl group, but is not limited thereto. it's not going to be The alkaryl group belongs to a substituted alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, and refers to a case in which at least one hydrogen atom is substituted with an aryl group. For example, the aryl group substituting at least one hydrogen atom is a benzyl group (phenylmethyl, PhCH ₂ -), a benzhydryl group (Ph ₂ CH-), trityl ( trityl) group (triphenylmethyl, Ph ₃ C-), phenylethyl (Ph-CH ₂ CH ₂ -), styryl group (PhCH=CH-), or cinnamyl) It may include a group (PhCH=CHCH ₂ -), but is not limited thereto.

상기 R₁　내지 R₉은 각각 독립적으로 알킬기일 수 있으며, 상기 알킬기는 1 내지 24 개의 탄소 원자, 1 내지 20 개의 탄소 원자, 1 내지 10 개의 탄소 원자, 1 내지 8 개의 탄소 원자, 1 내지 5 개의 탄소 원자, 또는 1 내지 3 개의 탄소 원자를 갖는, 선형 또는 분지형의 알킬기를 나타내며, 상기 알킬기가 알킬기로 치환되는 경우, 이는 "분지형의 알킬기"로도 상호 교환하여 사용된다. 상기 알킬기에 치환될 수 있는 치환기로는, 할로(예를 들어, F, Cl, Br, I), 할로알킬(예를 들어, CC1₃　또는 CF₃), 알콕시, 알킬싸이오, 히드록시, 카르복시(-C(O)-OH), 알킬옥시카르보닐(-C(O)-O-R), 알킬카르보닐옥시(-O-C(O)-R), 아미노(-NH₂), 카르바모일(-C(O)-NHR), 우레아(-NH-C(O)-NHR-) 및 싸이올(-SH)로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 하나를 들 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다. 아울러, 앞서 기술된 상기 알킬기 중 탄소수 2 이상의 알킬기는 적어도 하나의 탄소 대 탄소 이중 결합 또는 적어도 하나의 탄소 대 탄소 삼중 결합을 포함할 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다. 예를 들어, 메틸, 에틸, 프로필, 부틸, 펜틸, 헥실, 헵실, 옥틸, 노닐, 데실, 운데실, 도데실, 트리데실, 테트라데실, 펜타데실, 헥사데실, 헵타데실, 옥타데실, 노나데실, 에이코사닐, 또는 이들의 가능한 모든 이성질체를 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다. 예를 들어, 상기 R¹　내지 R⁴　및 R⁵는 각각 또는 이들에 치환될 수 있는 알킬기는 서로 독립적으로, 탄소수가 1 내지 10인 알킬기, 즉, 메틸기, 에틸기, 프로필기, 부틸기, 펜틸기, 헥실기, 헵틸기, 옥틸기, 노닐기, 또는 데실(decyl)기일 수 있고, 또는 탄소수가 1 내지 6인 알킬기, 즉, 메틸기, 에틸기, 프로필기, 부틸기, 펜틸기, 또는 헥실기일 수 있으며, 또는 탄소수가 1 내지 4인 알킬기, 즉, 메틸기, 에틸기, i-프로필기, n-프로필기, t-부틸기, s-부틸기, 또는 n-부틸기일 수 있으나, 이에 제한되는 것을 아니다.Each of R ₁ to R ₉ may independently be an alkyl group, wherein the alkyl group has 1 to 24 carbon atoms, 1 to 20 carbon atoms, 1 to 10 carbon atoms, 1 to 8 carbon atoms, 1 to 5 carbon atoms. Represents a linear or branched alkyl group having carbon atoms, or 1 to 3 carbon atoms, and when the alkyl group is substituted with an alkyl group, it is also used interchangeably as a “branched alkyl group”. Substituents that may be substituted for the alkyl group include halo (eg, F, Cl, Br, I), haloalkyl (eg, CC1 ₃ or CF ₃ ), alkoxy, alkylthio, hydroxy, carboxy (-C(O)-OH), alkyloxycarbonyl(-C(O)-OR), alkylcarbonyloxy(-OC(O)-R), amino(-NH ₂ ), carbamoyl (- At least one selected from the group consisting of C(O)-NHR), urea (-NH-C(O)-NHR-) and thiol (-SH), but may not be limited thereto. In addition, the alkyl group having 2 or more carbon atoms among the above-described alkyl groups may include at least one carbon-to-carbon double bond or at least one carbon-to-carbon triple bond, but may not be limited thereto. For example, methyl, ethyl, propyl, butyl, pentyl, hexyl, heptyl, octyl, nonyl, decyl, undecyl, dodecyl, tridecyl, tetradecyl, pentadecyl, hexadecyl, heptadecyl, octadecyl, nonadecyl , eicosanil, or may include all possible isomers thereof, but may not be limited thereto. For example, the R ¹ to R ⁴ and R ⁵ are each or an alkyl group that may be substituted therefor independently of each other, an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, that is, a methyl group, an ethyl group, a propyl group, a butyl group, a pentyl group , a hexyl group, a heptyl group, an octyl group, a nonyl group, or a decyl group, or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, that is, a methyl group, an ethyl group, a propyl group, a butyl group, a pentyl group, or a hexyl group or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, that is, a methyl group, ethyl group, i-propyl group, n-propyl group, t-butyl group, s-butyl group, or n-butyl group, but is limited thereto no.

상기 알킬기가 치환되는 경우, 상기 알킬기를 치환하는 치환기는 1 개, 2 개, 또는 3 개일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.When the alkyl group is substituted, the number of substituents substituting the alkyl group may be 1, 2, or 3, but is not limited thereto.

상기 R₁　내지 R₉ 각각에 대하여 독립적으로 기재된 치환기들 중 아릴기는, 치환되거나 치환되지 않은, 단일 고리(monocyclic) 또는 이중 고리(bicylic)의 방향성(aromatic) 그룹으로서, 이 그룹은 6 내지 14의 탄소 원자들, 바람직하게는 방향족 고리 부분에 6 내지 10의 탄소 원자들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 본원에서 사용된 아릴기에는 페닐(phenyl)기, 나프틸(naphthyl)기, 인데닐(indenyl)기, 및 인다닐(indanyl)기가 포함될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 아릴기는 치환되거나 치환되지 않을 수 있는데, 상기 정의된 아릴기가 치환되는 경우, 치환기는 다음으로부터 선택된 하나 또는 그 이상의 치환기일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다: 치환되지 않은 탄소수가 1 내지 6인 알킬기 (아랄킬(aralkyl) 그룹을 형성함), 치환되지 않은 아릴기, 시아노(cyano)기, 아미노기, 탄소수가 1 내지 10인 알킬아미노기, 탄소수가 1 내지 10인 디(di)알킬아미노기, 아릴아미노(arylamino)기, 디아릴아미노(diarylamino)기, 아릴알킬아미노(arylalkylamino)기, 아미노(amino)기, 아마이드(amide)기, 하이드록시기, 할로기, 카르복시기, 에스테르기, 아실(acyl)기, 아실록시(acyloxy)기, 탄소수가 1 내지 20인 알콕시(alkoxy)기, 아릴옥시(aryloxy)기, 할로알킬(haloalkyl)기, 설프하이드릴(sulfhydryl)기 (즉, 티올 (thiol), -SH), 탄소수가 1 내지 10인 알킬티오(alkylthio)기, 아릴티오(arylthio)기, 슬폰산(sulfonic acid)기, 인산(phosphoric acid)기, 인산염 에스테르(phosphate ester)기, 포스폰산(phosphonic acid)기, 및 술포닐(sulfonyl)기일 수 있다.The R ₁ to R ₉ The aryl group among the substituents described independently for each is a monocyclic or bicylic aromatic group, substituted or unsubstituted, which group has 6 to 14 carbon atoms, preferably may contain 6 to 10 carbon atoms in the aromatic ring portion. For example, the aryl group used herein may include, but is not limited to, a phenyl group, a naphthyl group, an indenyl group, and an indanyl group. The aryl group may be substituted or unsubstituted, and when the aryl group as defined above is substituted, the substituent may be one or more substituents selected from, but is not limited to: an unsubstituted alkyl group having 1 to 6 carbon atoms ( aralkyl group), unsubstituted aryl group, cyano group, amino group, alkylamino group having 1 to 10 carbon atoms, di (di)alkylamino group having 1 to 10 carbon atoms, arylamino (arylamino) group, diarylamino group, arylalkylamino group, amino group, amide group, hydroxyl group, halo group, carboxy group, ester group, acyl group , acyloxy group, alkoxy group having 1 to 20 carbon atoms, aryloxy group, haloalkyl group, sulfhydryl group (i.e., thiol, - SH), an alkylthio group having 1 to 10 carbon atoms, an arylthio group, a sulfonic acid group, a phosphoric acid group, a phosphate ester group, a phosphonic acid group acid) group, and a sulfonyl group.

상기 치환된 아릴기는 1 개, 2 개, 또는 3 개의 치환기를 가지는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 예를 들어, 상기 치환된 아릴기는 단일의 탄소수가 1 내지 6인 알킬렌(alkylene)기와 함께, 또는 화학식 [-X-(C₁-C₆)알킬렌], 또는 화학식 [-X-(C₁-C₆)알킬렌-X-]로서 표현되는 2배위자(bidentate) 그룹과 함께 두 개의 위치들에서 치환될 수 있으며, 여기에서 X는 O, S, 및 NR로부터 선택되는 것일 수 있고, R은 H, 아릴기, 또는 탄소수가 1 내지 6인 알킬기일 수 있다. 예를 들어, 치환된 아릴기는 사이클로알킬(cycloalkyl)기 또는 헤테로사이크릴(heterocyclyl)기와 융해된 아릴기일 수 있다.The substituted aryl group may have 1, 2, or 3 substituents, but is not limited thereto. For example, the substituted aryl group together with a single C1-C6 alkylene group, or of the formula [-X-(C ₁ -C ₆ )alkylene], or of the formula [-X-(C ₁ -C ₆ )alkylene-X-] may be substituted at two positions together with a bidentate group, wherein X may be selected from O, S, and NR, and R may be H, an aryl group, or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms. For example, the substituted aryl group may be a cycloalkyl group or an aryl group fused with a heterocyclyl group.

예를 들어, 상기 아릴기의 고리형 원자들은 하나 또는 그 이상의 헤테로원자들을 헤테로아릴기로서 포함할 수 있다. 이와 같은 아릴기 또는 헤테로아릴기는 치환된 또는 치환되지 않은 단일(mono)- 또는 이중사이클릭(bicyclic) 복소고리 방향족(heteroaromatic) 그룹이며, 상기 방향족 그룹은 하나 또는 그 이상의 헤테로원자들을 포함하는 고리형 부분에 6개 내지 10개의 원자들을 포함하는 것일 수 있다. 예를 들어 5- 또는 6-부분으로 갈라진 고리으로서, O, S, N, P, Se 및 Si로부터 선택된 적어도 하나의 헤테로원자 (heteroatom)를 포함하는 것일 수 있다. 예를 들면, 상기 헤테로원자는 1 개, 2 개, 또는 3 개 포함될 수 있다. 예를 들어, 헤테로아릴기는 피리딜(pyridyl)기, 피라진일(pyrazinyl)기, 피리미딘일(pyrimidinyl)기, 피리다지닐(pyridazinyl)기, 후라닐(furanyl)기, 티에닐(thienyl)기, 피라졸리디닐(pyrazolidinyl)기, 피롤릴(pyrrolyl)기, 옥사졸릴(oxazolyl)기, 옥사디아졸릴(oxadiazolyl)기, 이소옥사졸릴(isoxazolyl)기, 싸이아디아졸릴(thiadiazolyl)기, 싸이아졸릴(thiazolyl)기, 이소싸이아졸릴(isothiazolyl)기, 이미다졸릴(imidazolyl)기, 피라졸릴(pyrazolyl)기, 퀴놀릴(quinolyl)기, 및 이소퀴놀릴(isoquinolyl)기를 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다. 예를 들어, 헤테로아릴기는 치환되지 않을 수도 있고, 앞서 아릴기에 대해서 설명한 것과 같이 치환될 수도 있으며, 치환되는 경우 치환기는 예를 들어 1 개, 2 개, 또는 3 개 일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다.For example, the cyclic atoms of the aryl group may include one or more heteroatoms as the heteroaryl group. Such an aryl group or heteroaryl group is a substituted or unsubstituted mono- or bicyclic heterocyclic aromatic group, wherein the aromatic group is a cyclic group containing one or more heteroatoms. The moiety may contain 6 to 10 atoms. For example, as a 5- or 6-parted ring, it may include at least one heteroatom selected from O, S, N, P, Se and Si. For example, 1, 2, or 3 heteroatoms may be included. For example, the heteroaryl group is a pyridyl group, a pyrazinyl group, a pyrimidinyl group, a pyridazinyl group, a furanyl group, a thienyl group , pyrazolidinyl group, pyrrolyl group, oxazolyl group, oxadiazolyl group, isoxazolyl group, thiadiazolyl group, thia Jolyl (thiazolyl) group, isothiazolyl (isothiazolyl) group, imidazolyl (imidazolyl) group, pyrazolyl (pyrazolyl) group, quinolyl (quinolyl) group, and may be one containing an isoquinolyl (isoquinolyl) group , which may not be limited thereto. For example, the heteroaryl group may be unsubstituted, may be substituted as described above for the aryl group, and if substituted, the substituent may be, for example, 1, 2, or 3, but is not limited thereto. can

상기 화학식 1 및 화학식 2 각각에서 독립적으로 상기 A는 상기 유기 양이온에 추가로 알칼리 금속 양이온을 포함하는 것, 즉, 상기 유기 양이온과 상기 알칼리 금속 양이온의 혼합 양이온을 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 이 경우, 상기 화학식 1 및 화학식 2 중 R의 전체 양이온 중 상기 알칼리 금속 양이온의 몰 비율이 0 초과 내지 0.2일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 알칼리 금속 양이온은 Cs, K, Rb, Mg, Ca, Sr, Ba, 및 이들의 조합들로 이루어진 군으로부터 선택되는 금속의 양이온을 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다.In each of Formulas 1 and 2, independently, A may include an alkali metal cation in addition to the organic cation, that is, a mixed cation of the organic cation and the alkali metal cation. it is not In this case, the molar ratio of the alkali metal cations among the total cations of R in Formulas 1 and 2 may be greater than 0 to 0.2, but is not limited thereto. The alkali metal cation may include, but may not be limited to, a cation of a metal selected from the group consisting of Cs, K, Rb, Mg, Ca, Sr, Ba, and combinations thereof.

상기 화학식 1 및 화학식 2에 있어서, 상기 M은 Cu²⁺, Ni²⁺, Co²⁺, Fe²⁺, Mn²⁺, Cr²⁺, Pd²⁺, Cd²⁺, Yb²⁺, Pb²⁺, Sn²⁺, Ge²⁺, Bi³⁺, Sb³⁺, 및 이들의 조합들로 이루어진 군으로부터 선택되는 금속 양이온이고,In Formulas 1 and 2, M is Cu ²⁺ , Ni ²⁺ , Co ²⁺ , Fe ²⁺ , Mn ²⁺ , Cr ²⁺ , Pd ²⁺ , Cd ²⁺ , Yb ²⁺ , Pb ^{2 +} , Sn ²⁺ , Ge ²⁺ , Bi ³⁺ , Sb ³⁺ , and a metal cation selected from the group consisting of combinations thereof,

상기 화학식 1 및 화학식 2 중 X는 한 가지 또는 두 가지 이상의 음이온을 포함할 수 있으며, 예를 들어, 1종 이상의 할라이드 음이온 또는 1 종 이상의 칼코게나이드 음이온, 또는 이들의 혼합 음이온을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 화학식 1 및 화학식 2 중 X는 F^-, Cl^-, Br^-, I^-, S^2-, Se^2-. Te^2-, 및 이들의 조합들로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다. 예를 들어, 상기 화학식 1 및 화학식 2중 X는 1 가의 할라이드 음이온으로서, F^-, Cl^-, Br^-, I^-, 및 이들의 조합들로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 음이온을 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다. 예를 들어, 상기 화학식 1 및 화학식 2 중 X는 2 가의 칼코게나이드 음이온으로서, S^2-, Se^2-. Te^2-, 및 이들의 조합들로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다.In Formulas 1 and 2, X may include one or two or more anions, for example, one or more halide anions, one or more chalcogenide anions, or a mixed anion thereof. . For example, in Formulas 1 and 2, X is F ^- , Cl ^- , Br ^- , I ^- , S ² - , Se ^{2 -} . Te ^2- , and may include one selected from the group consisting of combinations thereof, but may not be limited thereto. For example, X in Formulas 1 and 2 is a monovalent halide anion, and includes one or more anions selected from the group consisting of ^{F -} , Cl ^- , Br ^- , I ^{- , and combinations thereof.} However, it may not be limited thereto. For example, in Chemical Formulas 1 and 2, X is a divalent chalcogenide anion, S ^2- , Se ^2- . Te ^2- , and may include one selected from the group consisting of combinations thereof, but may not be limited thereto.

상기 화학식 1 의 페로브스카이트 화합물은 CH₃NH₃PbI₃(이하, MAPbI₃라고도 함), CH₃NH₃PbBr₃(이하, MAPbBr₃라고도 함), CH₃NH₃PbCl₃, CH₃NH₃PbF₃, CH₃NH₃PbBrI₂, CH₃NH₃PbBrCl₂, CH₃NH₃PbIBr₂, CH₃NH₃PbICl₂, CH₃NH₃PbClBr₂, CH₃NH₃PbI₂Cl, CH₃NH₃SnBrI₂, CH₃NH₃SnBrCl₂, CH₃NH₃SnF₂Br, CH₃NH₃SnIBr₂, CH₃NH₃SnICl₂, CH₃NH₃SnF₂I, CH₃NH₃SnClBr₂, CH₃NH₃SnI₂Cl, 및 CH₃NH₃SnF₂Cl 로부터 하나 또는 둘 이상 선택된 페로브스카이트 화합물일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다.The perovskite compound of Formula 1 is CH ₃ NH ₃ PbI ₃ (hereinafter, also referred to as _{MAPbI 3} _{), CH 3} NH ₃ PbBr ₃ (hereinafter, also referred to as _{MAPbBr 3} _{), CH 3} NH ₃ PbCl ₃ , CH ₃ NH ₃ PbF ₃ , CH ₃ NH ₃ PbBrI ₂ , CH ₃ NH ₃ PbBrCl ₂ , CH ₃ NH ₃ PbIBr ₂ , CH ₃ NH ₃ PbICl ₂ , CH ₃ NH ₃ PbClBr ₂ , CH ₃ NH ₃ PbI ₂ Cl, CH ₃ NH ₃ SnBrI ₂ , CH ₃ NH ₃ SnBrCl ₂ , CH ₃ NH ₃ SnF ₂ Br, CH ₃ NH ₃ SnIBr ₂ , CH ₃ NH ₃ SnICl ₂ , CH ₃ NH ₃ SnF ₂ I, CH ₃ NH ₃ SnClBr ₂ , CH ₃ It may _{be one or more perovskite compounds selected from NH 3} SnI ₂ Cl, and CH ₃ NH ₃ SnF ₂ Cl, but may not be limited thereto.

상기 화학식 1 의 페로브스카이트 화합물은 CH₃CH₂NH₃PbI₃, CH₃CH₂NH₃PbBr₃, CH₃CH₂NH₃PbCl₃, CH₃CH₂NH₃PbF_3,CH₃CH₂NH₃PbBrI₂, CH₃CH₂NH₃PbBrCl₂, CH₃CH₂NH₃PbIBr₂, CH₃CH₂NH₃PbICl₂, CH₃CH₂NH₃PbClBr₂, CH₃CH₂NH₃PbI₂Cl, CH₃CH₂NH₃SnBrI₂, CH₃CH₂NH₃SnBrCl₂, CH₃CH₂NH₃SnF₂Br, CH₃CH₂NH₃SnIBr₂, CH₃CH₂NH₃SnICl₂, CH₃CH₂NH₃SnF₂I, CH₃CH₂NH₃SnClBr₂, CH₃CH₂NH₃SnI₂Cl, 및 CH₃NH₃SnF₂Cl 로부터 하나 또는 둘 이상 선택된 페로브스카이트 화합물일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다.The perovskite compound of Formula 1 is CH ₃ CH ₂ NH ₃ PbI ₃ , CH ₃ CH ₂ NH ₃ PbBr ₃ , CH ₃ CH ₂ NH ₃ PbCl ₃ , CH ₃ CH ₂ NH ₃ PbF _{3 ,} CH ₃ CH ₂ NH ₃ PbBrI ₂ , CH ₃ CH ₂ NH ₃ PbBrCl ₂ , CH ₃ CH ₂ NH ₃ PbIBr ₂ , CH ₃ CH ₂ NH ₃ PbICl ₂ , CH ₃ CH ₂ NH ₃ PbClBr ₂ , CH ₃ CH ₂ NH ₃ PbI ₂ Cl , CH ₃ CH ₂ NH ₃ SnBrI ₂ , CH ₃ CH ₂ NH ₃ SnBrCl ₂ , CH ₃ CH ₂ NH ₃ SnF ₂ Br, CH ₃ CH ₂ NH ₃ SnIBr ₂ , CH ₃ CH ₂ NH ₃ SnICl ₂ , CH ₃ CH ₂ NH ₃ SnF ₂ I, CH ₃ CH ₂ NH ₃ SnClBr ₂ , CH ₃ CH ₂ NH ₃ SnI ₂ Cl, and CH ₃ NH ₃ SnF ₂ Cl may be one or more perovskite compounds selected from, but may not be limited.

상기 화학식 1 의 페로브스카이트 화합물은 CH₃(CH₂)₂NH₃PbI₃, CH₃(CH₂)₂NH₃PbBr₃, CH₃(CH₂)₂NH₃PbCl₃, CH₃(CH₂)₂NH₃PbF_3,CH₃(CH₂)₂NH₃PbBrI₂, CH₃(CH₂)₂NH₃PbBrCl₂, CH₃(CH₂)₂NH₃PbIBr₂, CH₃(CH₂)₂NH₃PbICl₂, CH₃(CH₂)₂NH₃PbClBr₂, CH₃(CH₂)₂NH₃PbI₂Cl, CH₃(CH₂)₂NH₃SnF₂Br, CH₃(CH₂)₂NH₃SnICl₂, CH₃(CH₂)₂NH₃SnF₂I, CH₃(CH₂)₂NH₃SnI₂Cl, 및 CH₃(CH₂)₂NH₃SnF₂Cl로부터 하나 또는 둘 이상 선택된 페로브스카이트 화합물일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다.The perovskite compound of Formula 1 is CH ₃ (CH ₂ ) ₂ NH ₃ PbI ₃ , CH ₃ (CH ₂ ) ₂ NH ₃ PbBr ₃ , CH ₃ (CH ₂ ) ₂ NH ₃ PbCl ₃ , CH ₃ (CH ₂ ) ₂ NH ₃ PbF _{3 ,} CH ₃ (CH ₂ ) ₂ NH ₃ PbBrI ₂ , CH ₃ (CH ₂ ) ₂ NH ₃ PbBrCl ₂ , CH ₃ (CH ₂ ) ₂ NH ₃ PbIBr ₂ , CH ₃ (CH ₂ ) ₂ NH ₃ PbICl ₂ , CH ₃ (CH ₂ ) ₂ NH ₃ PbClBr ₂ , CH ₃ (CH ₂ ) ₂ NH ₃ PbI ₂ Cl, CH ₃ (CH ₂ ) ₂ NH ₃ SnF ₂ Br, CH ₃ (CH ₂ ) _{one or more from 2} NH ₃ SnICl ₂ , CH ₃ (CH ₂ ) ₂ NH ₃ SnF ₂ I, CH ₃ (CH ₂ ) ₂ NH ₃ SnI ₂ Cl, and CH ₃ (CH ₂ ) ₂ NH ₃ SnF ₂ Cl It may be a selected perovskite compound, but may not be limited thereto.

상기 화학식 1 의 페로브스카이트 화합물은 CH₃(CH₂)₃NH₃PbI₃, CH₃(CH₂)₃NH₃PbBr₃, CH₃(CH₂)₃NH₃PbCl₃, CH₃(CH₂)₃NH₃PbF_3,CH₃(CH₂)₃PbBrI₂, CH₃(CH₂)₃NH₃PbBrCl₂, CH₃(CH₂)₃NH₃PbIBr₂, CH₃(CH₂)₃NH₃PbICl₂, CH₃(CH₂)₃NH₃PbClBr₂, CH₃(CH₂)₃NH₃PbI₂Cl, CH₃(CH₂)₃NH₃SnF₂Br, CH₃(CH₂)₃NH₃SnF₂I, 및 CH₃(CH₂)₃NH₃SnF₂Cl로부터 하나 또는 둘 이상 선택된 페로브스카이트 화합물일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다.The perovskite compound of Formula 1 is CH ₃ (CH ₂ ) ₃ NH ₃ PbI ₃ , CH ₃ (CH ₂ ) ₃ NH ₃ PbBr ₃ , CH ₃ (CH ₂ ) ₃ NH ₃ PbCl ₃ , CH ₃ (CH ₂ ) ₃ NH ₃ PbF _{3 ,} CH ₃ (CH ₂ ) ₃ PbBrI ₂ , CH ₃ (CH ₂ ) ₃ NH ₃ PbBrCl ₂ , CH ₃ (CH ₂ ) ₃ NH ₃ PbIBr ₂ , CH ₃ (CH ₂ ) ₃ NH ₃ PbICl ₂ , CH ₃ (CH ₂ ) ₃ NH ₃ PbClBr ₂ , CH ₃ (CH ₂ ) ₃ NH ₃ PbI ₂ Cl, CH ₃ (CH ₂ ) ₃ NH ₃ SnF ₂ Br, CH ₃ (CH ₂ ) ₃ NH ₃ SnF ₂ I, and CH ₃ (CH ₂ ) ₃ NH ₃ SnF ₂ Cl may be one or more perovskite compounds selected from, but may not be limited thereto.

상기 화학식 2 의 페로브스카이트 화합물은 (CH₃CH₂NH₃)₂PbI₄, (CH₃CH₂NH₃)₂PbBr₄, (CH₃CH₂NH₃)₂PbCl₄, (CH₃CH₂NH₃)₂PbF_4,　(CH₃CH₂NH₃)₂PbBrI₃, (CH₃CH₂NH₃)₂PbBr₂I₂, (CH₃CH₂NH₃)₂PbIBr₃, (CH₃CH₂NH₃)₂PbI₃Cl, (CH₃CH₂NH₃)₂PbI₂Cl₂, (CH₃CH₂NH₃)₂PbICl₃, (CH₃CH₂NH₃)₂PbBrCl₃, (CH₃CH₂NH₃)₂PbCl₂Br₂, (CH₃CH₂NH₃)₂PbClBr₃, (CH₃CH₂NH₃)₂PbBr₃F, (CH₃CH₂NH₃)₂₂PbBr₂F₂, (CH₃CH₂NH₃)₂PbBrF₃, (CH₃CH₂NH₃)₂PbCl₂F₂, (CH₃CH₂NH₃)₂PbClF₃, (CH₃CH₂NH₃)₂PbCl₃F, (CH₃CH₂NH₃)₂SnI₄, (CH₃CH₂NH₃)₂SnBr_4,(CH₃CH₂NH₃)₂SnCl₄, (CH₃CH₂NH₃)₂SnF₄, (CH₃CH₂NH₃)₂SnBrI₃, (CH₃CH₂NH₃)₂SnBr₂I₂, (CH₃CH₂NH₃)₂SnIBr_3,　(CH₃CH₂NH₃)₂SnICl₃, (CH₃CH₂NH₃)₂SnCl₂Br₂, (CH₃CH₂NH₃)₂SnF₃I, (CH₃CH₂NH₃)₂SnF₂I₂, (CH₃CH₂NH₃)₂SnFI_3,　(CH₃CH₂NH₃)₂SnF₃Br, (CH₃CH₂NH₃)₂SnF₂Br₂, (CH₃CH₂NH₃)₂SnI₃Cl, (CH₃CH₂NH₃)₂SnI₂Cl₂, (CH₃CH₂NH₃)₂SnFBr_3,　(CH₃CH₂NH₃)₂SnF₂Cl_2,　(CH₃CH₂NH₃)₂SnFCl_3,(CH₃CH₂NH₃)₂SnF₃Cl, (CH₃CH₂NH₃)₂SnBr₂I_2,　(CH₃CH₂NH₃)₂SnBrCl₃, (CH₃CH₂NH₃)₂Sn ClBr₃, 및 (CH₃CH₂NH₃)₂SnBr₂Cl₂　로부터 하나 또는 둘 이상 선택된 페로브스카이트 화합물일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다.The perovskite compound of Formula 2 is (CH ₃ CH ₂ NH ₃ ) ₂ PbI ₄ , (CH ₃ CH ₂ NH ₃ ) ₂ PbBr ₄ , (CH ₃ CH ₂ NH ₃ ) ₂ PbCl ₄ , (CH ₃ CH ₂ NH ₃ ) ₂ PbF _{4 ,} (CH ₃ CH ₂ NH ₃ ) ₂ PbBrI ₃ , (CH ₃ CH ₂ NH ₃ ) ₂ PbBr ₂ I ₂ , (CH ₃ CH ₂ NH ₃ ) ₂ PbIBr ₃ , (CH ₃ CH ₂ NH ₃ ) ₂ PbI ₃ Cl, (CH ₃ CH ₂ NH ₃ ) ₂ PbI ₂ Cl ₂ , (CH ₃ CH ₂ NH ₃ ) ₂ PbICl ₃ , (CH ₃ CH ₂ NH ₃ ) ₂ PbBrCl ₃ , (CH _{3 )} CH ₂ NH ₃ ) ₂ PbCl ₂ Br ₂ , (CH ₃ CH ₂ NH ₃ ) ₂ PbClBr ₃ , (CH ₃ CH ₂ NH ₃ ) ₂ PbBr ₃ F, (CH ₃ CH ₂ NH ₃ ) ₂₂ PbBr ₂ F ₂ , (CH ₃ CH ₂ NH ₃ ) ₂ PbBrF ₃ , (CH ₃ CH ₂ NH ₃ ) ₂ PbCl ₂ F ₂ , (CH ₃ CH ₂ NH ₃ ) ₂ PbClF ₃ , (CH ₃ CH ₂ NH ₃ ) ₂ PbCl ₃ F , (CH ₃ CH ₂ NH ₃ ) ₂ SnI ₄ , (CH ₃ CH ₂ NH ₃ ) ₂ SnBr _{4 ,} (CH ₃ CH ₂ NH ₃ ) ₂ SnCl ₄ , (CH ₃ CH ₂ NH ₃ ) ₂ SnF ₄ , ( CH ₃ CH ₂ NH ₃ ) ₂ SnBrI ₃ , (CH ₃ CH ₂ NH ₃ ) ₂ SnBr ₂ I ₂ , (CH ₃ CH ₂ NH ₃ ) ₂ SnIBr _{3 ,} (CH ₃ CH ₂ NH ₃ ) ₂ SnICl ₃ , ( CH ₃ CH ₂ NH ₃ ) ₂ SnCl ₂ Br ₂ , (CH ₃ CH ₂ NH ₃ ) ₂ SnF ₃ I, (CH ₃ CH ₂ NH ₃ ) ₂ SnF ₂ I ₂ , (CH ₃ CH ₂ NH ₃ ) ₂ SnFI _3, (CH ₃ CH ₂ NH ₃ ) ₂ SnF ₃ Br, (CH _{3 )} CH ₂ NH ₃ ) ₂ SnF ₂ Br ₂ , (CH ₃ CH ₂ NH ₃ ) ₂ SnI ₃ Cl, (CH ₃ CH ₂ NH ₃ ) ₂ SnI ₂ Cl ₂ , (CH ₃ CH ₂ NH ₃ ) ₂ SnFBr _{3 ,} (CH ₃ CH ₂ NH ₃ ) ₂ SnF ₂ Cl _{2 ,} (CH ₃ CH ₂ NH ₃ ) ₂ SnFCl _{3 ,} (CH ₃ CH ₂ NH ₃ ) ₂ SnF ₃ Cl, (CH ₃ CH ₂ NH ₃ ) ₂ SnBr ₂ one or more perovs selected from I _{2 ,} (CH ₃ CH ₂ NH ₃ ) ₂ SnBrCl ₃ , (CH ₃ CH ₂ NH ₃ ) ₂ Sn ClBr ₃ , and (CH ₃ CH ₂ NH ₃ ) ₂ _{SnBr 2} Cl ₂ It may be a skyte compound, but may not be limited thereto.

상기 화학식 2 의 페로브스카이트 화합물은 (C₄N₂H₁₄Br)₄SnBr₆ 또는 (C₄N₂H₁₄I)₄SnI₆ 일 수 있다(Adv. Mater., 2018, 30, 1804547).The perovskite compound of Formula 2 may be (C ₄ N ₂ H ₁₄ Br) ₄ SnBr ₆ or (C ₄ N ₂ H ₁₄ I) ₄ SnI ₆ (Adv. Mater., 2018, 30, 1804547) .

본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 제2 페로브스카이트 화합물의 평균 입자 크기(D50)가 10nm 내지 100nm일 수 있다.In an exemplary embodiment of the present invention, the average particle size (D50) of the second perovskite compound may be 10 nm to 100 nm.

본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 광흡수층은 바인더를 더 포함하고, 상기 바인더 및 상기 페로브스카이트 화합물의 중량 비율이 1:3 내지 1:20일 수 있다.In an exemplary embodiment of the present invention, the light absorption layer may further include a binder, and a weight ratio of the binder and the perovskite compound may be 1:3 to 1:20.

상기 광흡수층이 바인더를 더 포함함으로써, 상기 광흡수층의 유연성을 향상시키고, 내수성이 향상되는 장점이 있다.Since the light absorption layer further includes a binder, the flexibility of the light absorption layer is improved and water resistance is improved.

또한, 상기 바인더 및 상기 페로브스카이트 화합물의 중량 비율을 상기 범위로 조절함으로써, 광흡수층에서 발생하는 전자 및 정공의 양을 일정 수준 이상으로 유지시킴으로써 분해능 및 해상도를 향상시킬 수 있다.In addition, by adjusting the weight ratio of the binder and the perovskite compound to the above range, the amount of electrons and holes generated in the light absorption layer is maintained at a certain level or more, thereby improving resolution and resolution.

상기 바인더는 무기 바인더 또는 유기 바인더를 포함할 수 있다.The binder may include an inorganic binder or an organic binder.

상기 무기 바인더는 TiO₂　나노입자, SiO₂　나노입자, Al₂O₃　나노입자, VO₂　나노입자, 층상구조 화합물, 금속알콕사이드 및 금속할라이드 등으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.The inorganic binder may _{include at least one selected from the group consisting of TiO 2} nanoparticles, SiO ₂ nanoparticles, Al ₂ O ₃ nanoparticles, VO ₂ nanoparticles, a layered structure compound, a metal alkoxide, and a metal halide.

상기 무기 바인더의 입자 크기는 1 ㎚ 내지 100 ㎚ 범위일 수 있다. 무기 바인더의 입자 크기가 1 ㎚ 미만일 경우, 균일한 입자를 제어하는데 문제가 있고, 100 ㎚를 초과할 경우, 엑스선의 산란을 크게 만들어 고해상도의 이미지를 구현하는데 어려움이 있다.The particle size of the inorganic binder may be in the range of 1 nm to 100 nm. When the particle size of the inorganic binder is less than 1 nm, there is a problem in controlling uniform particles, and when it exceeds 100 nm, it is difficult to realize high-resolution images by increasing X-ray scattering.

상기 유기 바인더는 예를 들어, 폴리비닐 부티랄 수지, 폴리비닐 클로라이드 수지, 아크릴 수지, 페녹시 수지, 폴리에스테르 수지, 폴리비닐 포르말 수지, 폴리아미드 수지, 폴리스티렌 수지, 폴리카보네이트 수지, 폴리비닐 아세테이트 수지, 폴리우레탄 수지, 에폭시 수지 또는 이들의 조합일 수 있다.The organic binder is, for example, polyvinyl butyral resin, polyvinyl chloride resin, acrylic resin, phenoxy resin, polyester resin, polyvinyl formal resin, polyamide resin, polystyrene resin, polycarbonate resin, polyvinyl acetate It may be a resin, a polyurethane resin, an epoxy resin, or a combination thereof.

상기 광흡수층은 필름 형태의 후막일 수 있다. 상기 광흡수층의 형성 방법으로는, 상기 페로브스카이트 화합물 전구체로부터 페로브스카이트 화합물을 제조하고, 이를 용매에 분산하여 광흡수층 형성용 조성물을 제조한다. 이후, 상기 광흡수층 형성용 조성물을 기재에 도포 및 건조하여 광흡수층 후막을 형성할 수 있다. 이때, 상기 후막을 열처리하여 후막의 균일도를 증가시킬 수 있다.The light absorption layer may be a thick film in the form of a film. As a method of forming the light absorption layer, a perovskite compound is prepared from the perovskite compound precursor, and dispersed in a solvent to prepare a composition for forming a light absorption layer. Thereafter, the composition for forming a light absorption layer may be applied to a substrate and dried to form a light absorption layer thick film. In this case, the uniformity of the thick film may be increased by heat-treating the thick film.

상기 광흡수층 형성용 조성물에 포함되는 용매의 종류는 특별히 제한되지 않으나, 페로브스카이트 화합물에 대한 용해도가 낮을수록 좋다. 이때, 용매의 종류로는 무극성 용매, 극성 비양성자성 용매(polar aprotic solvent) 및 알코올 용매로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상일 수 있다.The type of solvent included in the composition for forming the light absorption layer is not particularly limited, but the lower the solubility of the perovskite compound, the better. In this case, the solvent may be at least one selected from the group consisting of a non-polar solvent, a polar aprotic solvent, and an alcohol solvent.

상기 무극성 용매는 톨루엔(toluene), 클로로벤젠(chlorobenzen), 헥산(Hexane), 옥탄(Octane), 헵탄(Heptane), 다이클로로메탄(Dichloromethane), 클로로폼(Chloroform), 다이에틸에터(Diethyl ether), 1,2-다이클로로에탄(1,2-Dichloroethane), 및 이들의 조합들로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 포함할 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다.The non-polar solvent is toluene, chlorobenzene, hexane, octane, heptane, dichloromethane, chloroform, diethyl ether ), 1,2-dichloroethane (1,2-Dichloroethane), and may include those selected from the group consisting of combinations thereof, but may not be limited thereto.

상기 극성 비양자성 용매는 3-메톡시프로판나이트릴(3-methoxypropionitrile), 아세토나이트릴(acetonitrile), DMF (dimethylformamide; 디메틸포름아마이드; 이하 "DMF"라고 함), DMA (dimethylacetamide; 디메틸아세트아마이드; 이하 "DMA"라고 함), NMP (N-methyl-2-pyrrolidone; N-메틸-2-피롤리돈; 이하 "NMP"라고 함), DMSO (dimethyl sulfoxide; 디메틸 설폭사이드; 이하 "DMSO"라고 함), 및 이들의 조합들로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다.The polar aprotic solvent is 3-methoxypropionitrile (3-methoxypropionitrile), acetonitrile (acetonitrile), DMF (dimethylformamide; dimethylformamide; hereinafter referred to as "DMF"), DMA (dimethylacetamide; dimethylacetamide; Hereinafter referred to as “DMA”), NMP (N-methyl-2-pyrrolidone; N-methyl-2-pyrrolidone; hereinafter referred to as “NMP”), DMSO (dimethyl sulfoxide; dimethyl sulfoxide; hereinafter referred to as “DMSO”) ), and may be selected from the group consisting of combinations thereof, but may not be limited thereto.

상기 알코올 용매는 2-프로판올(2-propanol), 테르피네올(terpineol), 부틸 카비톨(butyl carbitol), 3-메톡시프로판나이트릴(3-Methoxypropionitrile), 및 이들의 조합들로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다.The alcohol solvent is from the group consisting of 2-propanol, terpineol, butyl carbitol, 3-Methoxypropionitrile, and combinations thereof. It may include, but may not be limited to.

상기 열처리는 상기 광흡수층 후막을 히팅 프레스(heating press), 용매 어닐링(solvent annealing), 또는 급속 열처리(rapid thermal annealing, RTA)하는 단계를 추가적으로 수행할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 이러한 후처리는 비교적 부드럽고 결정화 온도가 낮은 물질의 특성에 착안하여 열과 압력을 동시에 가해줌으로써, 후막의 모폴로지가 변화될 수 있으며, 후막의 압축성과 상호연결성이 향상될 수 있다. 상기 추가적인 단계를 거침으로써, 필름의 표면은 매끈해지고 그에 따라 필름의 균일도가 증가한다. 필름의 균일도는 X-선 검출디바이스 및 X-선 검출 장치의 이미지 측정시 이미지의 균일도와 연관되므로, 균일한 필름을 형성할수록 보다 고품질의 이미지를 얻을 수 있다.The heat treatment may additionally include performing a heating press, solvent annealing, or rapid thermal annealing (RTA) process on the thick film of the light absorption layer, but is not limited thereto. In this post-treatment, the morphology of the thick film can be changed and the compressibility and interconnectivity of the thick film can be improved by applying heat and pressure at the same time, paying attention to the properties of the material with a relatively soft and low crystallization temperature. By going through the above additional steps, the surface of the film is smoothed and thus the uniformity of the film is increased. Since the uniformity of the film is related to the uniformity of the image during image measurement by the X-ray detection device and the X-ray detection device, a higher quality image can be obtained as a uniform film is formed.

본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 광전변환부는 상기 광흡수층의 일면에 구비된 제1 전극; 및 상기 광흡수층의 타면에 구비된 제2 전극을 포함할 수 있다. 제1 전극에 음(-) 전압이 인가되고 제2 전극에 양(+) 전압이 인가되면, 제2 광흡수층에서 형성된 정공은 제1 전극 쪽으로 이동하게 되고, 전자는 제2 전극 쪽으로 이동하게 된다. 반면 제1 전극에 양(+) 전압이 인가되고 제2 전극에 음(-) 전압이 인가되면, 제2 광흡수층에서 형성된 정공은 제2 전극 쪽으로 이동하게 되고 전자는 제1 전극 쪽으로 이동하게 된다.In an exemplary embodiment of the present invention, the photoelectric conversion unit includes a first electrode provided on one surface of the light absorption layer; and a second electrode provided on the other surface of the light absorption layer. When a negative (-) voltage is applied to the first electrode and a positive (+) voltage is applied to the second electrode, holes formed in the second light absorption layer move toward the first electrode, and electrons move toward the second electrode. . On the other hand, when a positive (+) voltage is applied to the first electrode and a negative (-) voltage is applied to the second electrode, holes formed in the second light absorption layer move toward the second electrode and electrons move toward the first electrode. .

상기 제1 및 제2 전극으로 각각 이동한 전하(전자 및 정공)의 양은 엑스선 투과도에 따라 달라지며, 예를 들면 박막트랜지스터(TFT)와 같은 장치를 통하여 전기적 신호로 판독되어 영상이 구현될 수 있다.The amount of electric charges (electrons and holes) moved to the first and second electrodes, respectively, varies depending on the X-ray transmittance, for example, an image may be realized by being read as an electrical signal through a device such as a thin film transistor (TFT). .

상기 제1 전극은 양극이고, 제2 전극은 음극일 수 있다. 또는 제1 전극은 음극이고, 제2 전극은 양극일 수 있다.The first electrode may be an anode, and the second electrode may be a cathode. Alternatively, the first electrode may be a cathode and the second electrode may be an anode.

상기 양극은 정공을 수집하는 역할, 즉 광흡수층에서 분리된 정공을 받아들이는 역할을 한다. 상기 양극의 재료로는 전기적 특성이 우수한 전도성 물질로서, 광투과율이 높은 물질을 사용하는 것이 바람직하다.The anode serves to collect holes, that is, to receive holes separated from the light absorption layer. As the material of the anode, it is preferable to use a conductive material having excellent electrical properties and having a high light transmittance.

상기 양극은 인듐주석산화물(ITO), 인듐아연산화물(IZO), 알루미늄 도핑된 징크옥사이드(AZO), 안티몬 틴 옥사이드(ATO), 불소산화주석(FTO), 탄소나노튜브(CNT), 그래핀 및 폴리에틸렌디옥시티오펜: 폴리스티렌설포네이트(PEDOT:PSS)으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 적어도 어느 하나를 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.The anode is indium tin oxide (ITO), indium zinc oxide (IZO), aluminum doped zinc oxide (AZO), antimony tin oxide (ATO), fluorine tin oxide (FTO), carbon nanotubes (CNT), graphene and Polyethylenedioxythiophene: polystyrene sulfonate (PEDOT: PSS) may include at least one selected from the group consisting of, but is not limited thereto.

상기 음극은 전자를 수집하는 역할, 즉 제2 광흡수층에서 분리된 전자를 받아들이는 역할을 한다. 상기 음극의 재료는 일함수가 작은 금속, 합금, 전기 전도성 화합물 및 이들의 혼합물 중 하나 또는 하나 이상일 수 있으나 이에 한정하지 않는다.The cathode serves to collect electrons, that is, to receive electrons separated from the second light absorption layer. The material of the negative electrode may be one or more of metals, alloys, electrically conductive compounds, and mixtures thereof having a small work function, but is not limited thereto.

상기 음극은 알루미늄(Al), 아연(Zn), 티타늄(Ti), 인듐(In), 알칼리 금속, 나트륨-칼륨(Na:K)합금, 마그네슘-은(Mg:Ag)합금, 리튬-알루미늄(Li/Al)이층전극 및 리튬플루오라이드-알루미늄(LiF/Al)이층전극 중 하나 또는 하나 이상일 수 있으나 이에 한정하지 않는다.The negative electrode is aluminum (Al), zinc (Zn), titanium (Ti), indium (In), alkali metal, sodium-potassium (Na:K) alloy, magnesium-silver (Mg:Ag) alloy, lithium-aluminum ( It may be one or more than one of a Li/Al) two-layer electrode and a lithium fluoride-aluminum (LiF/Al) two-layer electrode, but is not limited thereto.

상기 양극 및 음극은 DC 스퍼터링방식, 열증착, 화학적 증착법(CVD), 원자층증착(ALD), 전기도금 및 각종 프린팅기술과 같은 습식방식 등에 의해 형성될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.The anode and the cathode may be formed by a wet method such as DC sputtering, thermal evaporation, chemical vapor deposition (CVD), atomic layer deposition (ALD), electroplating, and various printing techniques, but is not limited thereto.

본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극 사이에 구비된 전자 수송층, 정공 차단층, 전자 차단층 및 정공 수송층으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 어느 한 층을 더 포함할 수 있다.In an exemplary embodiment of the present invention, at least one layer selected from the group consisting of an electron transport layer, a hole blocking layer, an electron blocking layer, and a hole transport layer provided between the first electrode and the second electrode may be further included. .

상기 전자 수송층은 광흡수층에서 생성된 전자가 제1 전극 또는 제2 전극으로 원활하게 이동할 수 있게 하는 층이다. 상기 전자 수송층은 제1 전극과 제2 광흡수층 사이; 또는 제2 전극과 광흡수층 사이에 구비될 수 있다.The electron transport layer is a layer that allows electrons generated in the light absorption layer to smoothly move to the first electrode or the second electrode. The electron transport layer is between the first electrode and the second light absorption layer; Alternatively, it may be provided between the second electrode and the light absorption layer.

상기 정공 수송층은 광흡수층에서 생성된 정공이 제1 전극 또는 제2 전극으로 원활하게 이동할 수 있게 하는 층이다. 상기 정공 수송층은 제1 전극과 제2 광흡수층 사이; 또는 제2 전극과 광흡수층 사이에 구비될 수 있다.The hole transport layer is a layer that allows holes generated in the light absorption layer to smoothly move to the first electrode or the second electrode. The hole transport layer is between the first electrode and the second light absorption layer; Alternatively, it may be provided between the second electrode and the light absorption layer.

상기 정공 차단층은 광흡수층에서 생성된 정공이 제1 전극 및 상기 제2 전극으로 이동하는 것을 방지하는 층이다. 상기 정공 차단층은 제1 전극과 제2 광흡수층 사이; 또는 제2 전극과 광흡수층 사이에 구비될 수 있다.The hole blocking layer is a layer that prevents the holes generated in the light absorption layer from moving to the first electrode and the second electrode. The hole blocking layer is between the first electrode and the second light absorption layer; Alternatively, it may be provided between the second electrode and the light absorption layer.

상기 전자 차단층은 광흡수층에서 생성된 전자가 제1 전극 및 상기 제2 전극으로 이동하는 것을 방지하는 층이다. 상기 전자 차단층은 제1 전극과 광흡수층 사이; 또는 제2 전극과 광흡수층 사이에 구비될 수 있다.The electron blocking layer is a layer that prevents electrons generated in the light absorption layer from moving to the first electrode and the second electrode. The electron blocking layer is between the first electrode and the light absorption layer; Alternatively, it may be provided between the second electrode and the light absorption layer.

상기 제1 전극과 광흡수층 사이에 구비된 전자 수송층 및/또는 정공 차단층이 구비되면, 제2 전극과 광흡수층 사이에는 정공 수송층 및/또는 전자 차단층이 구비될 수 있으며, 제1 전극과 광흡수층 사이에 정공 수송층 및/또는 전자 차단층이 구비되면, 제2 전극과 광흡수층 사이에는 전자 수송층 및/또는 정공 차단층이 구비될 수 있다.When the electron transport layer and/or the hole blocking layer provided between the first electrode and the light absorption layer are provided, the hole transport layer and/or the electron blocking layer may be provided between the second electrode and the light absorption layer, and the first electrode and the light When a hole transport layer and/or an electron blocking layer are provided between the absorption layers, an electron transport layer and/or a hole blocking layer may be provided between the second electrode and the light absorption layer.

상기 정공 수송층의 재료로는 정공을 수송하는 능력을 갖고, 전자를 차단하는 특성 뿐 아니라 박막 형성 능력이 우수한 화합물을 사용하는 것이 바람직하다. 정공수송층의 재료는 TPD, PEDOT:PSS, G-PEDOT, PANI:PSS, PANI:CSA, PDBT, NPB, 아릴아민기(arylamine group)를 가지는 저분자와 고분자, 방향족아민기(aromatic amine group)를 가지는 저분자와 고분자 등일 수 있으나, 이제 한정하지는 않는다. As the material of the hole transport layer, it is preferable to use a compound having the ability to transport holes and to block electrons as well as excellent in the ability to form a thin film. The material of the hole transport layer is TPD, PEDOT:PSS, G-PEDOT, PANI:PSS, PANI:CSA, PDBT, NPB, a small molecule and a polymer having an arylamine group, and an aromatic amine group. It may be a small molecule and a high molecular weight, but is not limited thereto.

상기 전자 수송층의 재료로는 전자를 수송하는 능력을 갖고, 정공을 차단하는 특성 뿐 아니라 박막 형성 능력이 우수한 화합물을 사용하는 것이 바람직하다. 전자 전달층의 재료는 티타늄산화물(TiOx), 아연산화물(ZnOx), 인듐산화물(InOx), 주석산화물(SnOx), 텅스텐산화물(WOx), 니오븀산화물(NbOx), 몰리브덴산화물(MoOx), 마그네슘산화물(MgOx), 지르코늄산화물(ZrOx), 스트론튬산화물(SrOx), 란탄산화물(LaOx), 바나듐산화물(VOx), 알루미늄산화물(AlOx), 이트륨산화물(YOx), 스칸듐산화물(ScOx), 갈륨산화물(GaOx), 인듐산화물(InOx), 이들의 혼합물 또는 이들의 복합물일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.As a material of the electron transport layer, it is preferable to use a compound having an ability to transport electrons and having a property of blocking holes as well as an ability to form a thin film. The material of the electron transport layer is titanium oxide (TiOx), zinc oxide (ZnOx), indium oxide (InOx), tin oxide (SnOx), tungsten oxide (WOx), niobium oxide (NbOx), molybdenum oxide (MoOx), magnesium oxide (MgOx), zirconium oxide (ZrOx), strontium oxide (SrOx), lanthanum oxide (LaOx), vanadium oxide (VOx), aluminum oxide (AlOx), yttrium oxide (YOx), scandium oxide (ScOx), gallium oxide (GaOx) ), indium oxide (InOx), a mixture thereof, or a composite thereof, but is not limited thereto.

상기 전자 수송층, 정공 차단층, 전자 차단층 및 정공 수송층은 각각 독립적으로 페로브스카이트 화합물 및 유기 바인더를 포함할 수 있다.The electron transport layer, the hole blocking layer, the electron blocking layer, and the hole transport layer may each independently include a perovskite compound and an organic binder.

상기 광흡수층, 전자 수송층, 정공 차단층, 전자 차단층 및 정공 수송층은 용액 공정 또는 증착 공정을 통해 형성할 수 있다.The light absorption layer, the electron transport layer, the hole blocking layer, the electron blocking layer, and the hole transport layer may be formed through a solution process or a deposition process.

상기 용액 공정(solution process)은 스핀 코팅, 스프레이 코팅, 딥 코팅, 잉크젯 인쇄, 롤투롤 인쇄, 스크린 인쇄 등의 액상 용매를 사용하여 성막하는 기존의 모든 공정을 포함한다.The solution process includes all existing processes for forming a film using a liquid solvent, such as spin coating, spray coating, dip coating, inkjet printing, roll-to-roll printing, and screen printing.

상기 증착 공정은 음압이 걸린 상태에서 증착이 이루어지는 공정을 말하는 것으로서, CVD(Chemical Vapor Deposition)법을 비롯하여 PVD(Physical Vapor Deposition)법의 일종인 스퍼터링(sputtering) 등의 기존의 모든 공정을 포함한다.The deposition process refers to a process in which deposition is performed under negative pressure, and includes all existing processes such as CVD (Chemical Vapor Deposition) and PVD (Physical Vapor Deposition), such as sputtering.

이하, 본 출원에 따르는 실시예 및 본 출원에 따르지 않는 비교예를 통하여 본 출원을 보다 상세히 설명하나, 본 출원의 범위가 하기 제시된 실시예에 의해 제한되는 것은 아니다.Hereinafter, the present application will be described in more detail through Examples according to the present application and Comparative Examples not according to the present application, but the scope of the present application is not limited by the Examples presented below.

<실시예><Example>

신틸레이트층의 제조Preparation of scintillate layer

상온에서, 페로브스카이트 전구체인 CH₃NH₃I 및 PbI₂을 알코올 용매에 첨가한 후, 24시간 동안 볼밀을 실시하여 CH₃NH₃PbI₃　페로브스카이트 결정을 포함한 신틸레이트층용 페이스트를 제조하였다. 상기 페이스트를 기판에 닥터블레이드 장비로 코팅하였으며, 90℃의 오븐에서 30분간 열처리하여 페로브스카이트 결정의 결정성을 증가시켜 최종 신틸레이트층을 제조하였다. 이때, 상기 페로브스카이트 결정의 평균 입자 크기는 10nm 내지 100nm이었다. _{At room temperature, after adding CH 3} NH ₃ I and PbI ₂ , which are perovskite precursors, to an alcohol solvent, ball milling was performed for 24 hours to obtain a paste for a scintillate layer containing _{CH 3} NH ₃ PbI _{3 perovskite crystals.} prepared. The paste was coated on a substrate with a doctor blade device, and heat treatment was performed in an oven at 90° C. for 30 minutes to increase crystallinity of perovskite crystals to prepare a final scintillate layer. At this time, the average particle size of the perovskite crystal was 10nm to 100nm.

광전변환부의 제조Manufacture of photoelectric conversion part

상기 신틸레이트의 페로브스카이트 결정의 제조방법과 동일하게 하되, 평균 입자 크기를 5㎛ 이상으로 조절한 것을 제외하고는 상기 방법과 동일하게 광흡수층용 페이스트를 제조하였다.A paste for a light absorption layer was prepared in the same manner as in the above method except that the average particle size was adjusted to 5 μm or more in the same manner as in the method for preparing the perovskite crystal of scintilate.

상기 광흡수층용 페이스트를 양극 및 음극을 구비하는 광전변환부에 닥터 블레이트 장비로 코팅하여 광전변환부를 제조하였으며 상기 제조된 신틸레이트층에 적층하여 최종 엑스선 검출 장치를 제조하였다.The photoelectric conversion unit was manufactured by coating the light absorption layer paste with a doctor blade device on the photoelectric conversion unit having an anode and a cathode, and laminated on the prepared scintillate layer to prepare a final X-ray detection device.

<비교예><Comparative example>

광전변환부가 상기 광흡수층을 포함하지 않는 것 외에는 상기 실시예와 동일한 방법으로 엑스선 검출 장치를 제조하였다.An X-ray detection device was manufactured in the same manner as in the above embodiment except that the photoelectric conversion unit does not include the light absorption layer.

<실험예><Experimental example>

실시예와 비교예의 엑스선 검출 장치의 엑스선 흡수능력을 평가하였다. 엑스선은 DRGEM 사의 X-ray generator를 사용(60 kVp)하였다.The X-ray absorption capacity of the X-ray detection apparatus of Examples and Comparative Examples was evaluated. For the X-ray, DRGEM's X-ray generator was used (60 kVp).

실시예 1은 광흡수층과 신틸레이트층 두께를 각각 변화시키고, 비교예 1은 신틸레이트층의 두께를 변화시키면서 엑스선 흡수량을 비교하였다.Example 1 changed the thickness of the light absorption layer and the scintillate layer, respectively, and Comparative Example 1 compared the X-ray absorption while changing the thickness of the scintillate layer.

이때, 실시예 1에 따른 엑스선 검출 장치가 비교예 1에 따른 엑스선 검출 장치에 비해 엑스선 흡수량이 증가하는 것을 확인할 수 있었다. 상기 결과를 도 2에 나타내었다.At this time, it was confirmed that the X-ray absorption amount of the X-ray detection apparatus according to Example 1 was increased compared to the X-ray detection apparatus according to Comparative Example 1. The results are shown in FIG. 2 .

상기 결과로부터, 본 발명의 일 실시상태에 따른 엑스선 검출 장치는 기존의 간접 방식과 직접 방식을 모두 채용하는 하이브리드 방식을 채택함으로써, 동일 두께를 갖는 엑스선 검출 장치 대비 엑스선 흡수능력이 우수한 것을 확인하였다.From the above results, it was confirmed that the X-ray detection apparatus according to an exemplary embodiment of the present invention has superior X-ray absorption capacity compared to the X-ray detection apparatus having the same thickness by adopting a hybrid method employing both the existing indirect method and the direct method.

Claims

a photoelectric conversion unit including a light absorption layer; and
and a scintillate layer provided on one surface of the photoelectric conversion unit,
The light absorption layer comprising a perovskite compound having an average particle size (D50) of 5 μm or more
X-ray detection device.

The method according to claim 1,
The X-ray detection device of the light absorption layer having a thickness of 10 μm or more and 2 mm or less.

The method according to claim 1,
The scintillate layer converts some of the incident X-rays into visible light and transmits the remaining X-rays.

The method according to claim 1,
The light absorbing layer generates electron-hole pairs by visible light converted from the scintillate layer and X-rays passing through the scintillate layer.

The method according to claim 1,
The photoelectric conversion unit is an X-ray detection device that does not substantially include a silicon photodiode.

The method according to claim 1,
The light absorption layer includes a plurality of light absorption layers of two or more layers, and each light absorption layer includes the same or different perovskite compounds.

The method according to claim 1,
An X-ray detection device in which the perovskite compound is represented by the following Chemical Formula 1 or the following Chemical Formula 2:
[Formula 1]
A _a MX ₃
[Formula 2]
A _b mx ₄
In Formulas 1 and 2,
A is an organic cation or an inorganic cation,
^Wherein M is Cu 2+ , Ni ²⁺ , Co ²⁺ , Fe ²⁺ , Mn ²⁺ , Cr ²⁺ , Pd ²⁺ , Cd ²⁺ , Yb ²⁺ , Pb ²⁺ , Sn ²⁺ , Ge ²⁺ , Bi ³⁺ , Sb ³⁺ , and a metal cation selected from the group consisting of combinations thereof,
X is an anion,
A and b are values that make the compound neutral, and are integers of 1 to 6.

The method according to claim 1,
An X-ray detection device in which the scintillate layer includes a second perovskite compound represented by the following Chemical Formula 1 or Chemical Formula 2:
[Formula 1]
A _a MX ₃
[Formula 2]
A _b mx ₄
In Formulas 1 and 2,
A is an organic cation or an inorganic cation,
^Wherein M is Cu 2+ , Ni ²⁺ , Co ²⁺ , Fe ²⁺ , Mn ²⁺ , Cr ²⁺ , Pd ²⁺ , Cd ²⁺ , Yb ²⁺ , Pb ²⁺ , Sn ²⁺ , Ge ²⁺ , Bi ³⁺ , Sb ³⁺ , and a metal cation selected from the group consisting of combinations thereof,
X is an anion,
A and b are values that make the compound neutral, and are integers of 1 to 6.

9. The method of claim 8,
The second perovskite compound has an average particle size (D50) of 10 nm to 100 nm.

The method according to claim 1,
The light absorption layer further comprises a binder,
The weight ratio of the binder and the perovskite compound is 1:3 to 1:20
X-ray detection device.

The method according to claim 1,
The photoelectric conversion unit
a first electrode provided on one surface of the light absorption layer; and
Which includes a second electrode provided on the other surface of the light absorption layer
X-ray detection device.

12. The method of claim 11,
The X-ray detection apparatus further comprising at least one layer selected from the group consisting of an electron transport layer, a hole blocking layer, an electron blocking layer, and a hole transport layer provided between the first electrode and the second electrode.

an X-ray generator for generating X-rays;
The X-ray detection apparatus according to any one of claims 1 to 12, which detects the X-rays and converts them into electrical signals; and
and a data detector for reading the electrical signal.

irradiating X-rays to the X-ray detection apparatus according to any one of claims 1 to 12;
converting X-rays into electrical signals by the X-ray detection device; and
and a data detection step of reading the electrical signal.