KR20220081438A - PN Heterojunction Nano Structure Based Self-Powered Stretchable UV Sensor - Google Patents

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Abstract

신축성을 가지며, 외부 인가 전원 없이 자외선 감지가 가능한 PN 이종 접합 나노 구조체 기반 자가 전원 신축성 자외선 감지 소자가 개시된다. 이는, 자외선을 감지하는 N형 금속 산화물 반도체로 형성된 자외선 감지층이 금속 전극 및 신축성 소재의 기판과 접합하지 않고, 신축성을 가지는 P형 유기 반도체로 형성된 전도층에만 접합되도록 하는 PN 이종 접합 구조를 가짐으로써 신축성을 확보할 수 있다. 또한, P형 유기 반도체의 일단과 타단의 쇼트키 접합과 오믹 접합을 형성하는 금속 전극에 의해 자외선 빛이 조사되었을 때, P형 유기 반도체와 금속 전극 간의 전위차가 증가되도록 하여 외부에서 인가되는 전원없이 자체적으로 자외선 감지가 가능하다.Disclosed is a self-powered stretchable UV sensing device based on a PN heterojunction nanostructure that has elasticity and can detect UV light without an external power supply. This has a PN heterojunction structure such that the UV sensing layer formed of an N-type metal oxide semiconductor that detects UV light is bonded only to the conductive layer formed of the P-type organic semiconductor having elasticity, without bonding to the metal electrode and the substrate made of the stretchable material. In this way, elasticity can be secured. In addition, when ultraviolet light is irradiated by the metal electrode forming the Schottky junction and the ohmic junction of one end and the other end of the P-type organic semiconductor, the potential difference between the P-type organic semiconductor and the metal electrode is increased so that no external power is applied. UV detection is possible on its own.

Description

PN 이종 접합 나노 구조체 기반 자가 전원 신축성 자외선 감지 소자{PN Heterojunction Nano Structure Based Self-Powered Stretchable UV Sensor}PN Heterojunction Nano Structure Based Self-Powered Stretchable UV Sensor

본 발명은 자외선 감지 소자에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 신축성을 가지며, 외부 인가 전원 없이 자외선 감지가 가능한 PN 이종 접합 나노 구조체 기반 자가 전원 신축성 자외선 감지 소자에 관한 것이다.The present invention relates to a UV-sensing device, and more particularly, to a self-powered stretchable UV-sensing device based on a PN heterojunction nanostructure capable of detecting UV light without an external power supply.

웨어러블 디바이스 시장이 급부상함에 따라, 유연하고 신축성 있는 차세대 웨어러블 디바이스에 대한 관심이 증가하고 있다. 특히, 신체에 직접 부착 가능한 신체 부착형 웨어러블 디바이스에 관한 수요가 증가하면서, 폴리디메틸실록산(Polydimethylsiloxane, PDMS), 에코플렉스(Ecoflex), 하이드로겔(Hydrogel) 등과 같은 신축성 소재에 전도성 고분자, 금속 나노와이어(Metal-NW), 탄소나노튜브(CNT) 또는 그래핀(Graphene) 등의 신축 가능한 전극을 결합하여 피부에 직접적으로 부착할 수 있는 신축성 소자를 구현하기 위한 연구가 활발히 진행중이다.As the wearable device market rapidly rises, interest in flexible and stretchable next-generation wearable devices is increasing. In particular, as the demand for wearable devices that can be directly attached to the body increases, conductive polymers and metal nanowires in stretchable materials such as polydimethylsiloxane (PDMS), Ecoflex, and hydrogel (Metal-NW), carbon nanotubes (CNT), or graphene (Graphene), etc. by combining stretchable electrodes to implement a stretchable device that can be attached directly to the skin is being actively researched.

더 나아가, 신축성을 가지는 새로운 전극을 통해 신체의 움직임을 감지할 뿐만 아니라 동시에 온도, 습도, 가스, 또는 자외선 등의 외부 자극들을 감지할 수 있도록 하는 다기능 신체 부착형 웨어러블 디바이스에 관한 심층적인 연구가 요구되고 있다.Furthermore, in-depth research is required on a multifunctional body-attachable wearable device that can detect body movement through a new stretchable electrode as well as external stimuli such as temperature, humidity, gas, or ultraviolet rays at the same time. is becoming

ZnO, SnO2, TiO2 등과 같이 산소 공핍에 의한 N형 반도체 특성을 갖는 금속 산화물 반도체는 넓은 에너지 밴드갭과 생체 적합성을 가지고 있어 자외선 감지체로 널리 사용되고 있다. 그러나, N형 금속 산화물 반도체만으로 자외선을 감지하기 위해선 외부에서 전원을 공급하는 것이 필수적이다. 따라서, 이러한 외부 전원에 의해 신체 부착 형태의 웨어러블 디바이스를 구현하는데 있어 한계를 갖는다.Metal oxide semiconductors with N-type semiconductor characteristics due to oxygen depletion, such as ZnO, SnO 2 , and TiO 2 , have a wide energy bandgap and biocompatibility, and are widely used as UV sensors. However, in order to detect UV light only with the N-type metal oxide semiconductor, it is essential to supply power from the outside. Therefore, there is a limit in implementing a wearable device of a body-attached type by such an external power source.

한편, PN 접합 구조를 통한 내부 전계 발생으로 외부 전원 없이 자체적으로 자외선 센싱이 가능한 소자를 구현할 수 있으나, 이는 P형 반도체와 N형 반도체에 각각 전극이 접합되는 구조를 갖는다. 허나, 이와 같은 구조를 신축성 소재에 적용할 경우, 신축성 소재 상에 직접적으로 형성되는 금속 산화물 반도체는 외부에서 힘이 인가되었을 때 견디지 못하고 파괴될 위험성이 존재하기 때문에 동일한 공정 방법 및 구조로 신체 부착형 웨어러블 디바이스를 구현하는데 한계가 있다.On the other hand, an internal electric field generated through the PN junction structure can realize a device capable of sensing ultraviolet light on its own without an external power source, but it has a structure in which electrodes are bonded to a P-type semiconductor and an N-type semiconductor, respectively. However, when such a structure is applied to a stretchable material, the metal oxide semiconductor directly formed on the stretchable material cannot withstand external force and there is a risk of being destroyed. There is a limit to implementing a wearable device.

한국공개특허 10-2017-0086418Korean Patent Laid-Open Patent No. 10-2017-0086418

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 자체적 전원 공급과 신축성을 통하여 신체 부착 형태가 가능한 PN 이종 접합 나노 구조체 기반 자가 전원 신축성 자외선 감지 소자를 제공하는데 있다.An object of the present invention is to provide a self-powered stretchable UV sensing device based on a PN heterojunction nanostructure that can be attached to the body through its own power supply and elasticity.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 자외선 검출 소자는 기판, 상기 기판 상에 형성된 제1 전극층, 상기 기판 상에 형성되고, 상기 제1 전극층과 이격되어 형성된 제2 전극층, 상기 기판, 상기 제1 전극층 및 상기 제2 전극층 상에 형성되되, 상기 제1 전극층의 상부면에서 상기 제2 전극층의 상부면까지 연장되도록 형성된 전도층, 상기 전도층 상에 형성되고, 자외선을 감지하는 자외선 감지층 및 상기 기판 상에 형성되고, 상기 제1 전극층, 상기 제2 전극층, 상기 전도층 및 상기 자외선 감지층을 감싸도록 형성된 보호층을 포함한다.The ultraviolet detection device of the present invention for solving the above problems is a substrate, a first electrode layer formed on the substrate, a second electrode layer formed on the substrate and spaced apart from the first electrode layer, the substrate, and the first electrode layer and a conductive layer formed on the second electrode layer to extend from an upper surface of the first electrode layer to an upper surface of the second electrode layer, an ultraviolet sensing layer formed on the conductive layer and sensing ultraviolet rays, and the substrate and a protective layer formed thereon and formed to surround the first electrode layer, the second electrode layer, the conductive layer, and the ultraviolet sensing layer.

상기 자외선 감지층은 상기 제1 전극층 및 상기 제2 전극층과 이격되어 형성될 수 있다.The ultraviolet sensing layer may be formed to be spaced apart from the first electrode layer and the second electrode layer.

상기 제1 전극층과 상기 기판 사이 및 상기 제2 전극층과 상기 기판 사이에 각각 형성되고, 상기 기판보다 큰 탄성 계수를 갖는 전극 보호층을 더 포함할 수 있다.The electrode protective layer may further include an electrode protective layer formed between the first electrode layer and the substrate and between the second electrode layer and the substrate, respectively, and having a greater elastic modulus than that of the substrate.

상기 전극 보호층은 PET, PEN, PDMS, PMMA, 폴리이미드(Polyimide) 또는 파릴렌(Parylene) 중 어느 하나의 물질을 포함할 수 있다.The electrode protective layer may include any one of PET, PEN, PDMS, PMMA, polyimide, and parylene.

상기 제1 전극층 및 상기 제2 전극층은 Al, Cr, Cu, Au, Fe, ITO, Ni, Pd, Pt, Ag, Ti 또는 W 중 어느 하나의 물질로 형성될 수 있다.The first electrode layer and the second electrode layer may be formed of any one of Al, Cr, Cu, Au, Fe, ITO, Ni, Pd, Pt, Ag, Ti, or W.

상기 제1 전극층 및 상기 제2 전극층은 신축성을 가질 수 있다.The first electrode layer and the second electrode layer may have elasticity.

상기 제1 전극층 및 상기 제2 전극층은 Al, Cr, Cu, Au, Fe, ITO, Ni, Pd, Pt, Ag, Ti 또는 W 중 어느 하나의 물질로 형성되되, 나노 와이어(nano-wire) 형태를 가질 수 있다.The first electrode layer and the second electrode layer are formed of any one material of Al, Cr, Cu, Au, Fe, ITO, Ni, Pd, Pt, Ag, Ti, or W, in the form of a nano-wire can have

상기 제1 전극층은 상기 전도층과 쇼트키 접합되고, 상기 제2 전극층은 상기 전도층과 오믹 접합될 수 있다.The first electrode layer may be Schottky bonded to the conductive layer, and the second electrode layer may be ohmic bonded to the conductive layer.

상기 제1 전극층은 상기 전도층보다 작은 일함수를 갖고, 상기 제2 전극층은 상기 전도층보다 큰 일함수를 가질 수 있다.The first electrode layer may have a work function smaller than that of the conductive layer, and the second electrode layer may have a work function greater than that of the conductive layer.

상기 기판, 상기 제1 전극층 및 상기 제2 전극층 상에 형성되되, 상기 기판과 상기 전도층 사이에 형성된 신축성 전극층을 더 포함할 수 있다.It may further include a stretchable electrode layer formed on the substrate, the first electrode layer, and the second electrode layer, and formed between the substrate and the conductive layer.

상기 신축성 전극층은 상기 전도층과 동일한 물질의 P형 유기 반도체이거나, 또는 상기 전도층과 다른 물질의 P형 유기 반도체일 수 있다.The stretchable electrode layer may be a P-type organic semiconductor made of the same material as the conductive layer, or a P-type organic semiconductor made of a material different from that of the conductive layer.

상기 기판은 폴리디메틸실록산(PDMS), 에코 플렉스(Ecoflex), 드라곤 플렉스(Dragonflex) 또는 하이드로겔(Hydrogel) 중 어느 하나의 물질을 포함할 수 있다.The substrate may include any one of polydimethylsiloxane (PDMS), Ecoflex, Dragonflex, and hydrogel.

상기 전도층은 P형 유기 반도체이며, 상기 자외선 감지층은 N형 금속 산화물 반도체일 수 있다.The conductive layer may be a P-type organic semiconductor, and the UV sensing layer may be an N-type metal oxide semiconductor.

상기 전도층은 폴리아닐린(Polyaniline, PANI)을 포함할 수 있다.The conductive layer may include polyaniline (PANI).

상기 자외선 감지층은 ZnO, TiO2, SnO2 또는 WO 중 어느 하나의 물질을 포함할 수 있다.The UV sensing layer may include any one of ZnO, TiO 2 , SnO 2 , and WO.

상기 자외선 감지층은 3.1eV 내지 4.43eV의 에너지 밴드갭을 가질 수 있다.The ultraviolet sensing layer may have an energy bandgap of 3.1 eV to 4.43 eV.

상기 전도층과 상기 자외선 감지층은, 상기 전도층을 셀(shell)로 하고, 상기 자외선 감지층을 코어(core)로 하는 코어-셀(core-shell) 구조를 가질 수 있다.The conductive layer and the UV-sensitive layer may have a core-shell structure in which the conductive layer is a shell and the UV-sensitive layer is a core.

상기 전도층과 상기 자외선 감지층은, 상기 전도층이 박막 또는 나노 구조체 형태를 갖고, 상기 자외선 감지층이 상기 전도층 상에 나노 파티클 형태로 부착된 부착 구조를 가질 수 있다.The conductive layer and the UV sensing layer may have an attachment structure in which the conductive layer has a thin film or nanostructure form, and the UV sensing layer is attached to the conductive layer in the form of nanoparticles.

상기 자외선 감지층에 자외선이 조사되면, 상기 자외선 감지층에 전자-전공 쌍(electron-hole pair)이 생성되고, 상기 생성된 전자-전공 쌍에 의해 상기 자외선 감지층에서 상기 전도층으로 전자(electron)가 주입될 수 있다.When ultraviolet rays are irradiated to the ultraviolet sensing layer, electron-hole pairs are generated in the ultraviolet sensing layer, and electrons (electrons) are transferred from the ultraviolet sensing layer to the conductive layer by the generated electron-hole pairs. ) can be injected.

상기 전도층으로 주입된 전자에 의해, 상기 전도층 및 상기 제1 전극층의 접합면과 상기 전도층 및 상기 제2 전극층의 접합면 간의 전위차가 증가될 수 있다.By the electrons injected into the conductive layer, a potential difference between the bonding surface of the conductive layer and the first electrode layer and the bonding surface of the conductive layer and the second electrode layer may be increased.

본 발명에 따르면, 자외선을 감지하는 N형 금속 산화물 반도체로 형성된 자외선 감지층은 금속 전극 및 신축성 소재의 기판과 접합하지 않고, 신축성을 가지는 P형 유기 반도체로 형성된 전도층에만 접합되도록 하는 PN 이종 접합 구조를 가짐으로써 신축성을 확보할 수 있다.According to the present invention, the UV sensing layer formed of an N-type metal oxide semiconductor that detects UV light is not bonded to the metal electrode and the substrate made of a stretchable material, but is bonded only to the conductive layer formed of the P-type organic semiconductor having elasticity. By having a structure, elasticity can be secured.

또한, P형 유기 반도체의 일단과 타단의 쇼트키 접합과 오믹 접합을 형성하는 금속 전극에 의해 자외선 빛이 조사되었을 때, P형 유기 반도체와 금속 전극 간의 전위차가 증가되도록 하여 외부에서 인가되는 전원없이 자체적으로 자외선을 감지할 수 있다.In addition, when ultraviolet light is irradiated by the metal electrode forming the Schottky junction and the ohmic junction of one end and the other end of the P-type organic semiconductor, the potential difference between the P-type organic semiconductor and the metal electrode is increased so that no external power is applied. It can detect ultraviolet light on its own.

더 나아가, P형 유기 반도체로 형성된 전도층과 N형 금속 산화물 반도체로 형성된 자외선 감지층을 코어-셀 구조 또는 부착 구조로 형성하여 신축성을 향상시킬 수 있다.Furthermore, elasticity may be improved by forming the conductive layer formed of the P-type organic semiconductor and the UV sensing layer formed of the N-type metal oxide semiconductor as a core-cell structure or an attachment structure.

본 발명의 기술적 효과들은 이상에서 언급한 것들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 효과들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The technical effects of the present invention are not limited to those mentioned above, and other technical effects not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 자외선 감지 소자의 레이아웃도이다.
도 2는 도 1의 I-I'를 따라 취해진 단면도이다.
도 3은 본 발명의 PN 접합 구조의 일실시예를 간략히 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 자외선 감지 소자의 레이아웃도이다
도 5는 도 3의 I-I'를 따라 취해진 단면도이다.
도 6은 본 발명의 P형 유기 반도체의 도핑 전후에 따른 에너지 밴드 다이어그램의 변화를 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명의 전도층과 자외선 감지층의 접합 전후에 따른 에너지 밴드 다이어그램의 변화를 나타낸 도면이다.
도 8은 본 발명의 자외선 조사에 따른 PN 이종접합 에너지 밴드 다이어그램 변화를 나타낸 도면이다.
도 9는 본 발명의 전도층과 전극층 접합에 따른 에너지 밴드 다이어그램을 나타낸 도면이다.
도 10은 본 발명의 자외선이 조사되었을 때, 전도층과 전극층 접합에 따른 에너지 밴드 다이어그램을 나타낸 도면이다.
도 11은 본 발명의 자외선 감지에 따른 자외선 감지 소자의 전류 흐름을 나타낸 도면이다.1 is a layout diagram of an ultraviolet sensing device according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line II′ of FIG. 1 .
3 is a diagram schematically showing an embodiment of the PN junction structure of the present invention.
4 is a layout diagram of an ultraviolet sensing device according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a cross-sectional view taken along line II′ of FIG. 3 .
6 is a view showing changes in the energy band diagram before and after doping of the P-type organic semiconductor of the present invention.
7 is a view showing changes in the energy band diagram before and after bonding of the conductive layer and the UV sensing layer of the present invention.
8 is a view showing the change in the PN heterojunction energy band diagram according to the ultraviolet irradiation of the present invention.
9 is a view showing an energy band diagram according to the bonding of the conductive layer and the electrode layer of the present invention.
10 is a view showing an energy band diagram according to the bonding of the conductive layer and the electrode layer when the ultraviolet rays of the present invention are irradiated.
11 is a view showing the current flow of the ultraviolet sensing device according to the ultraviolet sensing of the present invention.

본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.Since the present invention can apply various transformations and can have various embodiments, specific embodiments are illustrated in the drawings and described in detail in the detailed description. However, this is not intended to limit the present invention to specific embodiments, and should be understood to include all modifications, equivalents, and substitutes included in the spirit and scope of the present invention. In describing the present invention, if it is determined that a detailed description of a related known technology may obscure the gist of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.

이하, 본 발명에 따른 실시예들을 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.Hereinafter, embodiments according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. do it with

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 자외선 감지 소자의 레이아웃도이다.1 is a layout diagram of an ultraviolet sensing device according to a first embodiment of the present invention.

도 2는 도 1의 I-I'를 따라 취해진 단면도이다.FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line II′ of FIG. 1 .

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 자외선 감지 소자는 기판(110), 제1 전극층(120), 제2 전극층(130), 전극 보호층(180), 신축성 전극층(140), 전도층(150), 자외선 감지층(160) 및 보호층(170)을 포함한다.1 and 2 , the ultraviolet sensing device according to the first embodiment of the present invention includes a substrate 110 , a first electrode layer 120 , a second electrode layer 130 , an electrode protective layer 180 , and a stretchable electrode layer. 140 , a conductive layer 150 , an ultraviolet sensing layer 160 , and a protective layer 170 .

기판(110)은 유연성 또는 신축성을 갖는 기판이면 어떠한 것이든 무방하며, 예컨대 폴리디메틸실록산(PDMS), 에코 플렉스(Ecoflex), 드라곤 플렉스(Dragonflex) 또는 하이드로겔(Hydrogel) 중 어느 하나의 물질로 형성된 얇은 기판일 수 있다.The substrate 110 may be any substrate as long as it has flexibility or elasticity, for example, polydimethylsiloxane (PDMS), ecoflex (Ecoflex), dragon flex (Dragonflex) or hydrogel (Hydrogel) formed of any one material. It may be a thin substrate.

전극 보호층(180)은 기판(110) 상에 형성될 수 있다. 전극 보호층(180)은 외부 환경에 의해 자외선 감지 소자가 인장될 경우, 자외선 감지 소자의 인장에 의해 후술할 제1 전극층(120) 및 제2 전극층(130)이 파손되는 것을 방지하는 기능을 갖는다. 따라서, 전극 보호층(180)은 제1 전극층(120)과 기판(110) 사이, 제2 전극층(130)과 기판(110) 사이에 각각 배치되도록 형성될 수 있다. 일예로, 전극 보호층(180)은 기판(110)의 상부면과 제1 전극층(120) 및 제2 전극층(130)이 동일 평면상에 형성되도록 기판(110)에 내재될 수 있다.The electrode protection layer 180 may be formed on the substrate 110 . The electrode protective layer 180 has a function of preventing damage to the first electrode layer 120 and the second electrode layer 130 , which will be described later, due to the tension of the ultraviolet sensing element when the ultraviolet sensing element is stretched by an external environment. . Accordingly, the electrode protection layer 180 may be formed to be disposed between the first electrode layer 120 and the substrate 110 and between the second electrode layer 130 and the substrate 110 , respectively. For example, the electrode protection layer 180 may be embedded in the substrate 110 such that the upper surface of the substrate 110 and the first electrode layer 120 and the second electrode layer 130 are formed on the same plane.

또한, 전극 보호층(180)은 상기 기판(110)보다 큰 탄성 계수를 가질 수 있으며, 일예로, PET, PEN, PDMS, PMMA, 폴리이미드(Polyimide) 또는 파릴렌(Parylene) 중 어느 하나의 물질로 형성될 수 있다.In addition, the electrode protective layer 180 may have a greater elastic modulus than the substrate 110 , and for example, any one material of PET, PEN, PDMS, PMMA, polyimide, or parylene. can be formed with

제1 전극층(120) 및 제2 전극층(130)은 전극 보호층(180) 상에 형성되되, 서로 이격되어 배치될 수 있다. 또한, 제1 전극층(120) 및 제2 전극층(130)은 외부 회로와 연결될 수 있다. 따라서, 자외선 감지 소자 자체적으로 생성된 전류는 제1 전극층(120) 및 제2 전극층(130)을 통해 외부 회로에 전달될 수 있다.The first electrode layer 120 and the second electrode layer 130 may be formed on the electrode protection layer 180 and disposed to be spaced apart from each other. Also, the first electrode layer 120 and the second electrode layer 130 may be connected to an external circuit. Accordingly, the current generated by the UV sensing element itself may be transmitted to an external circuit through the first electrode layer 120 and the second electrode layer 130 .

제1 전극층(120) 및 제2 전극층(130)은 Al, Cr, Cu, Au, Fe, ITO, Ni, Pd, Pt, Ag, Ti 또는 W 중 어느 하나의 물질로 형성될 수 있다. 일예로, 제1 실시예에 따른 제1 전극층(120) 및 제2 전극층(130)은 신축성을 갖지 않는 금속으로 형성될 수 있다. 허나, 상기 전극 보호층(180)에 의해 고인장 상태에서도 제1 전극층(120) 및 제2 전극층(130)이 파손되는 것을 방지할 수 있다.The first electrode layer 120 and the second electrode layer 130 may be formed of any one of Al, Cr, Cu, Au, Fe, ITO, Ni, Pd, Pt, Ag, Ti, or W. For example, the first electrode layer 120 and the second electrode layer 130 according to the first embodiment may be formed of a non-stretchable metal. However, it is possible to prevent the first electrode layer 120 and the second electrode layer 130 from being damaged even in a high tension state by the electrode protective layer 180 .

신축성 전극층(140)은 기판(110), 제1 전극층(120) 및 제2 전극층(130) 상에 형성될 수 있다. 즉, 신축성 전극층(140)은 제1 전극층(120) 상부면에서 제2 전극층(130) 상부면까지 연장되도록 형성될 수 있다. 따라서, 신축성 전극층(140)은 자외선 감지 소자의 고인장 상태에서도 소자가 충분한 신축성을 갖도록 기능한다.The stretchable electrode layer 140 may be formed on the substrate 110 , the first electrode layer 120 , and the second electrode layer 130 . That is, the stretchable electrode layer 140 may be formed to extend from the upper surface of the first electrode layer 120 to the upper surface of the second electrode layer 130 . Accordingly, the stretchable electrode layer 140 functions so that the device has sufficient stretchability even in a high tension state of the UV sensing device.

일예로, 신축성 전극층(140) 상에 형성되는 후술할 전도층(150) 및 자외선 감지층(160)도 신축성을 갖는 PN 이종 접합 구조로 형성 가능하나, 신축성 전극층(140)은 자외선 감지 소자의 고인장 상태에서도 소자가 충분한 신축성을 갖도록 기능할 수 있다. 따라서, 상기 전도층(150) 및 자외선 감지층(160)이 신축성을 갖는 PN 이종 접합 구조로 형성될 경우, 자외선 감지 소자가 적용되는 환경에 따라 신축성 전극층(140)은 생략될 수 있다.As an example, the conductive layer 150 and the ultraviolet sensing layer 160 to be described later formed on the stretchable electrode layer 140 can also be formed in a PN heterojunction structure having stretchability, but the stretchable electrode layer 140 is a material of the ultraviolet sensing element. Even in the long state, the device can function to have sufficient elasticity. Accordingly, when the conductive layer 150 and the UV sensing layer 160 are formed in a PN heterojunction structure having elasticity, the stretchable electrode layer 140 may be omitted depending on the environment to which the UV sensing device is applied.

또한, 신축성 전극층(140)은 전도층(150)과 동일한 물질로 형성된 P형 유기 반도체이거나, 또는 전도층(150)과 다른 물질로 형성된 P형 유기 반도체일 수 있다. 이때, 신축성 전극층(140)은 제1 전극층(120)과 쇼트키 접합(Schottky Junction)되고, 제2 전극층(130)과는 오믹 접합(Ohmic Junction)되도록 하는 것이 바람직하다.In addition, the stretchable electrode layer 140 may be a P-type organic semiconductor formed of the same material as the conductive layer 150 or a P-type organic semiconductor formed of a material different from that of the conductive layer 150 . In this case, the stretchable electrode layer 140 is preferably Schottky junction with the first electrode layer 120 and ohmic junction with the second electrode layer 130 .

일반적으로, 반도체와 금속 사이에서 정류 작용이 발생하는 쇼트키 접합을 가능하도록 하기 위해서는, 반도체층이 p형일 경우, 반도체의 일함수 Φs와 금속의 일함수 Φm와의 관계가 Φs>Φm이 되도록 설정해야 한다. 또한, 반도체와 금속 사이에서 오믹 접합이 가능하도록 하기 위해서는 반도체층이 p형일 경우, 반도체의 일함수 Φs와 금속의 일함수 Φm와의 관계가 Φs<Φm이 되도록 설정해야 한다.In general, in order to enable a Schottky junction in which a rectifying action occurs between a semiconductor and a metal, when the semiconductor layer is p-type, the relationship between the work function Φ s of the semiconductor and the work function Φ m of the metal is Φ s > Φ m It should be set to be this. In addition, in order to enable ohmic bonding between the semiconductor and the metal, when the semiconductor layer is p-type, the relationship between the work function Φ s of the semiconductor and the work function Φ m of the metal should be set so that Φ s < Φ m .

따라서, 신축성 전극층(140)이 4.5eV 내지 4.8eV의 일함수를 갖는 폴리아닐린(Polyaniline, PANI)일 경우, 제1 전극층(120)은 신축성 전극층(140)보다 작은 일함수를 갖는 Ag, Al 또는 Ti 중 어느 하나의 물질로 형성되는 것이 바람직하며, 제2 전극층(130)은 신축성 전극층(140)보다 큰 일함수를 갖는 Au, Pt 또는 Ni 중 어느 하나의 물질로 형성되는 것이 바람직하다.Accordingly, when the stretchable electrode layer 140 is made of polyaniline (PANI) having a work function of 4.5 eV to 4.8 eV, the first electrode layer 120 has a smaller work function than that of the stretchable electrode layer 140 Ag, Al, or Ti. It is preferably formed of any one material, and the second electrode layer 130 is preferably formed of any one material of Au, Pt, or Ni having a work function greater than that of the stretchable electrode layer 140 .

전도층(150)과 자외선 감지층(160)은 자외선을 감지하여 전자-정공 쌍(electron-hole pair)을 생성하고, 생성된 전자-정공 쌍이 전도층(150)과 자외선 감지층(160)의 접합면에 형성된 공핍층의 내부 전계에 의해 분리가 발생되는 층일 수 있다. 또한, 전도층(150)과 자외선 감지층(160)은 신축성 전극층(140) 상에 형성될 수 있다. 일예로, 전도층(150)과 자외선 감지층(160)은 신축성 전극층(140) 상에 형성되되, 자외선 감지층(160)이 신축성 전극층(140)과 분리되어 전도층(150)만이 신축성 전극층(140)과 접하도록 형성될 수 있다.The conductive layer 150 and the UV sensing layer 160 detect UV light to generate an electron-hole pair, and the generated electron-hole pair is the conductive layer 150 and the UV sensing layer 160 . It may be a layer in which separation is generated by an internal electric field of the depletion layer formed on the junction surface. In addition, the conductive layer 150 and the ultraviolet sensing layer 160 may be formed on the stretchable electrode layer 140 . For example, the conductive layer 150 and the UV sensing layer 160 are formed on the stretchable electrode layer 140, and the UV sensing layer 160 is separated from the stretchable electrode layer 140 so that only the conductive layer 150 is the stretchable electrode layer ( 140) and may be formed in contact with it.

전도층(150)은 양이온 라디칼을 가짐으로써 P형 반도체 특성을 갖는 P형 유기 반도체로 형성될 수 있고, 자외선 감지층(160)은 3.1eV 내지 4.43eV의 에너지 밴드갭을 가짐으로써 280nm 내지 400nm 파장의 자외선 감지가 가능한 N형 금속 산화물 반도체로 형성될 수 있다. 즉, 전도층(150)과 자외선 감지층(160)은 PN 이종 접합 구조일 수 있다. 일예로, 전도층(150)은 폴리아닐린(PANI)일 수 있으며, 자외선 감지층(160)은 ZnO, TiO2, SnO2, WO중 어느 하나의 물질로 형성될 수 있다.The conductive layer 150 may be formed of a P-type organic semiconductor having P-type semiconductor characteristics by having a cation radical, and the UV sensing layer 160 has an energy bandgap of 3.1 eV to 4.43 eV, and thus has a wavelength of 280 nm to 400 nm. It may be formed of an N-type metal oxide semiconductor capable of UV sensing. That is, the conductive layer 150 and the UV sensing layer 160 may have a PN heterojunction structure. For example, the conductive layer 150 may be polyaniline (PANI), and the ultraviolet sensing layer 160 may be formed of any one of ZnO, TiO 2 , SnO 2 , and WO.

도 3은 본 발명의 PN 접합 구조의 일실시예를 간략히 나타낸 도면이다.3 is a diagram schematically showing an embodiment of the PN junction structure of the present invention.

도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 전도층(150)과 자외선 감지층(160)의 PN 접합 구조는 도 3(a)에서와 같이, 전도층(150)을 셀(shell)로 하고, 자외선 감지층(160)을 코어(core)로 하는 코어-셀(core-shell) 구조를 갖거나, 또는 도 3(b)에서와 같이, 전도층(150)이 박막 또는 나노 구조체 형태를 갖고, 자외선 감지층(160)이 전도층(150) 상에 나노 파티클 형태로 부착된 부착 구조를 가질 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 전도층(150)과 자외선 감지층(160)의 PN 접합 구조는 코어-셀 구조 또는 부착 구조에 의해 신축성을 가질 수 있다.Referring to FIG. 3 , the PN junction structure of the conductive layer 150 and the UV sensing layer 160 according to the present invention uses the conductive layer 150 as a shell, as shown in FIG. The sensing layer 160 as a core has a core-shell structure, or as in FIG. 3(b), the conductive layer 150 has a thin film or nanostructure form, and ultraviolet rays The sensing layer 160 may have an attachment structure attached to the conductive layer 150 in the form of nanoparticles. Accordingly, the PN junction structure of the conductive layer 150 and the UV sensing layer 160 according to the present invention may have elasticity due to the core-cell structure or the attachment structure.

또한, 상술한 바와 같이, 주위 환경에 따라 신축성 전극층(140)이 생략될 경우라도, 제1 전극층(120)과 제2 전극층(130)은 자외선 감지층(160)과는 이격되고, 전도층(150)에만 접하도록 형성될 수 있다. 즉, 전도층(150)과 제1 전극층(120)은 쇼트키 접합(Schottky Junction), 전도층(150)과 제2 전극층(130)은 오믹 접합(Ohimic Junction)이 될 수 있다. 즉, 종래의 자외선 감지 소자는 P형 반도체와 N형 반도체에 각각 전극이 접합되는 구조를 갖는다. 허나, 이와 같은 구조를 신축성 소재에 적용할 경우, 신축성 소재 상에 직접적으로 형성되는 금속 산화물 반도체는 외부에서 힘이 인가되었을 때 견디지 못하고 파괴될 위험성이 존재하기 때문에 신축성을 요구하는 신체 부착형 웨어러블 디바이스를 구현하는데 한계를 갖는다.In addition, as described above, even when the stretchable electrode layer 140 is omitted depending on the surrounding environment, the first electrode layer 120 and the second electrode layer 130 are spaced apart from the UV sensing layer 160, and the conductive layer ( 150) may be formed to contact only. That is, the conductive layer 150 and the first electrode layer 120 may form a Schottky junction, and the conductive layer 150 and the second electrode layer 130 may form an ohmic junction. That is, the conventional UV sensing device has a structure in which electrodes are respectively bonded to a P-type semiconductor and an N-type semiconductor. However, when such a structure is applied to a stretchable material, the metal oxide semiconductor directly formed on the stretchable material cannot withstand external force and there is a risk of being destroyed. There are limitations in implementing

허나, 본 발명에 따른 자외선 감지 소자는 전도층(150)과 자외선 감지층(160)이 코어-셀(core-shell) 구조 또는 부착 구조 형태의 PN 이종 접합 구조를 갖기 때문에 자외선을 감지하는 N형 금속 산화물 반도체가 금속 전극층(120,130) 및 신축성 소재의 기판(110)과 접하지 않고, 신축성을 가지는 P형 유기 반도체에만 접하도록 형성된다. 따라서, 소자의 신축성을 확보할 수 있어 인장에 따른 소자의 파손을 방지할 수 있다.However, in the UV sensing device according to the present invention, the conductive layer 150 and the UV sensing layer 160 have a PN heterojunction structure in the form of a core-shell structure or an attached structure, so that the N-type sensing device detects UV light. The metal oxide semiconductor is formed so as not to contact the metal electrode layers 120 and 130 and the substrate 110 made of the stretchable material, but only in contact with the stretchable P-type organic semiconductor. Accordingly, it is possible to secure the elasticity of the device, and thus, it is possible to prevent damage to the device due to tension.

보호층(170)은 기판(110) 상에 형성되되, 상기 제1 전극층(120), 제2 전극층(130), 신축성 전극층(140), 전도층(150) 및 자외선 감지층(160)을 감싸도록 형성될 수 있다. 보호층(170)은 외부 환경으로부터 자외선 감지 소자를 보호하도록 하며, 자외선이 자외선 감지층(160)으로 입사되도록 투명한 재질이 바람직하다.The protective layer 170 is formed on the substrate 110 , and surrounds the first electrode layer 120 , the second electrode layer 130 , the stretchable electrode layer 140 , the conductive layer 150 , and the ultraviolet sensing layer 160 . can be formed to The protective layer 170 protects the UV-sensing element from the external environment, and a transparent material is preferable so that the UV-rays are incident on the UV-sensing layer 160 .

도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 자외선 감지 소자의 레이아웃도이다4 is a layout diagram of an ultraviolet sensing device according to a second embodiment of the present invention.

도 5는 도 3의 I-I'를 따라 취해진 단면도이다.FIG. 5 is a cross-sectional view taken along line II′ of FIG. 3 .

도 4 및 도 5를 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 자외선 감지 소자는 기판(210), 제1 전극층(220), 제2 전극층(230), 신축성 전극층(240), 전도층(250), 자외선 감지층(260) 및 보호층(270)을 포함한다.4 and 5, the ultraviolet sensing device according to the second embodiment of the present invention includes a substrate 210, a first electrode layer 220, a second electrode layer 230, a stretchable electrode layer 240, a conductive layer ( 250 ), an ultraviolet sensing layer 260 , and a protective layer 270 .

일예로, 제2 실시예에 따른 자외선 감지 소자의 기판(210), 신축성 전극층(240), 전도층(250), 자외선 감지층(260) 및 보호층(270)은 제1 실시예와 동일한 구조와 재질을 가질 수 있다.For example, the substrate 210 , the stretchable electrode layer 240 , the conductive layer 250 , the UV sensing layer 260 , and the protective layer 270 of the UV sensing device according to the second embodiment have the same structure as the first embodiment. and material can have.

다만, 제1 실시예의 전극 보호층(180)이 생략되고, 제1 전극층(220) 및 제2 전극층(230)이 기판(210) 상에 서로 이격되어 형성될 수 있다. 이때, 제1 전극층(220) 및 제2 전극층(230)은 신축성을 갖는 재질로 형성되는 것이 바람직하다. 일예로, 제1 전극층(220) 및 상기 제2 전극층(230)은 Al, Cr, Cu, Au, Fe, ITO, Ni, Pd, Pt, Ag, Ti 또는 W 중 어느 하나의 물질로 형성되되, 나노 와이어(nano-wire) 형태를 가질 수 있다. 또한, 제1 전극층(220)은 신축성 전극층(240)의 일단과 쇼트키 접합되고, 제2 전극층(230)은 신축성 전극층(240)의 타단과 오믹 접합될 수 있다.However, the electrode protective layer 180 of the first embodiment may be omitted, and the first electrode layer 220 and the second electrode layer 230 may be formed on the substrate 210 to be spaced apart from each other. In this case, the first electrode layer 220 and the second electrode layer 230 are preferably formed of a material having elasticity. For example, the first electrode layer 220 and the second electrode layer 230 are formed of any one material of Al, Cr, Cu, Au, Fe, ITO, Ni, Pd, Pt, Ag, Ti or W, It may have a nano-wire form. Also, the first electrode layer 220 may be Schottky bonded to one end of the stretchable electrode layer 240 , and the second electrode layer 230 may be ohmically bonded to the other end of the stretchable electrode layer 240 .

여기서, 제2 실시예에 따른 신축성 전극층(240)도 제1 실시예와 동일하게 전도층(250) 및 자외선 감지층(260)이 신축성을 갖는 PN 이종 접합 구조로 형성될 경우, 자외선 감지 소자가 적용되는 환경에 따라 생략될 수 있다. 또한, 신축성 전극층(240)이 생략될 경우, 제1 전극층(220)와 제2 전극층(230)은 자외선 감지층(260)과는 이격되고, 전도층(250)에만 접하도록 형성될 수 있다. 즉, 전도층(150)과 제1 전극층(120)은 쇼트키 접합(Schottky Junction), 전도층(150)과 제2 전극층(130)은 오믹 접합(Ohimic Junction)이 될 수 있다.Here, in the case of the stretchable electrode layer 240 according to the second embodiment as in the first embodiment, when the conductive layer 250 and the UV sensing layer 260 are formed in a PN heterojunction structure having elasticity, the UV sensing element is It may be omitted depending on the applied environment. In addition, when the stretchable electrode layer 240 is omitted, the first electrode layer 220 and the second electrode layer 230 may be spaced apart from the UV sensing layer 260 and formed to contact only the conductive layer 250 . That is, the conductive layer 150 and the first electrode layer 120 may form a Schottky junction, and the conductive layer 150 and the second electrode layer 130 may form an ohmic junction.

도 6 내지 도 11을 이용하여 본 발명에 따른 자외선 감지 소자의 동작 특성을 상세히 설명한다. 참고로, 동작 특성은 제2 실시예의 자외선 감지 소자에 따른 도면 부호를 이용하여 설명하나, 제1 실시예의 자외선 감지 소자도 동일한 동작 특성을 가질 수 있다.The operating characteristics of the ultraviolet sensing device according to the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 6 to 11 . For reference, although the operating characteristics are described using reference numerals according to the UV sensing device of the second embodiment, the UV sensing device of the first embodiment may also have the same operating characteristics.

우선, 도 6은 본 발명의 P형 유기 반도체의 도핑 전후에 따른 에너지 밴드 다이어그램의 변화를 나타낸 도면이다.First, FIG. 6 is a view showing changes in the energy band diagram before and after doping of the P-type organic semiconductor of the present invention.

도 6을 참조하면, 도 6(a)는 도핑되기 전의 에너지 밴드 다이어그램을 나타내고, 도 6(b)는 도핑된 후의 에너지 밴드 다이어그램을 나타낸다.Referring to FIG. 6, FIG. 6(a) shows an energy band diagram before doping, and FIG. 6(b) shows an energy band diagram after doping.

참고로, 도 6에 도시된 HOMO(Highest Occupied Molecular Orbital) 준위는 전자가 결합에 참여할 수 있는 영역에서 가장 높은 영역의 분자 궤도 함수를 지칭하고, LUMO(Lowest Unoccupied Molecular Orbital) 준위는 반결합성 오비탈에서 가장 에너지가 낮은 영역의 분자 궤도 함수를 지칭하는 것으로, 비편재화 된 전자가 존재할 수 있다. 또한, 도핑된 후에 형성된 폴라론 밴드(Polaron Band)는 양이온 라디칼에 의해 페르미 레벨(Fermi level, Ef)을 중심으로 하는 일정 범위의 에너지 준위를 지칭하는 것으로, LUMO 준위와 마찬가지로 비편재화 된 전자를 가질 수 있다.For reference, the Highest Occupied Molecular Orbital (HOMO) level shown in FIG. 6 refers to the molecular orbital function of the highest region in the region where electrons can participate in bonding, and the Lowest Unoccupied Molecular Orbital (LUMO) level in the antibonding orbital. It refers to the molecular orbital in the region with the lowest energy, and delocalized electrons may exist. In addition, the polaron band formed after doping refers to an energy level of a certain range centered on the Fermi level (E f ) by the cation radical, and similarly to the LUMO level, delocalized electrons can have

또한, 본 발명에 따른 신축성 전극층(240) 또는 전도층(250)은 공액 π 전자계를 갖는 벤젠 고리를 포함하고 있는 P형 유기 반도체로, 도핑 되었을 때 주사슬에 존재하는 양이온 라디칼(Radical Cation)로 인해 P형 반도체 특성을 갖는다. 이때, 전도층(250)은 양이온 라디칼과 인접한 중성원소의 전자가 양이온 라디칼로 이동하면서 전하를 가진 입자가 이동하는 호핑(Hopping) 메커니즘을 통해 전도성을 가지게 된다.In addition, the stretchable electrode layer 240 or the conductive layer 250 according to the present invention is a P-type organic semiconductor including a benzene ring having a conjugated π electron system, and when doped with a cation radical present in the main chain (Radical Cation) Due to its P-type semiconductor properties. At this time, the conductive layer 250 has conductivity through a hopping mechanism in which charged particles move while electrons of a neutral element adjacent to the cation radical move to the cation radical.

일예로, 본 발명에 따른 전도층(250)은 폴리아닐린(PANI)일 수 있다. 폴리아닐린(Polyaniline, PANI)은 전기적으로 절연 상태인 에머날딘 염기 형태(Emeraldine Base form)에서 양성자 산에 의해 도핑되어 양이온 라디칼을 가지는 질소(N)와 그렇지 않은 질소(N)가 반복해서 나타나는 폴라론 구조(Polaron Structure)를 형성할 수 있다. 상기 폴라론 구조는 호핑 메커니즘을 통해 전도성을 가지는 에머날딘 염 형태(Emeraldine Salt form)가 되고, 에머날딘 염 형태의 폴리아닐린(PANI)은 양이온 라디칼에 의해 도 6(b)와 같이 폴라론 밴드를 갖게 된다. 따라서, 전자가 LUMO 준위로 주입되는 경우뿐만 아니라, 폴라론 밴드로 주입되는 경우에도 호핑 메커니즘을 통한 캐리어 운반이 가능하게 된다.For example, the conductive layer 250 according to the present invention may be polyaniline (PANI). Polyaniline (PANI) is a polaron structure in which nitrogen (N) having a cationic radical and nitrogen (N) not having a cationic radical appear repeatedly in the electrically insulated Emeraldine Base form doped by a protic acid. (Polaron Structure) can be formed. The polaron structure becomes an emeraldine salt form having conductivity through a hopping mechanism, and polyaniline (PANI) in the emeraldine salt form has a polaron band as shown in FIG. 6(b) by a cationic radical. do. Accordingly, carrier transport through the hopping mechanism is possible not only when electrons are injected into the LUMO level, but also when they are injected into the polaron band.

도 7은 본 발명의 전도층과 자외선 감지층의 접합 전후에 따른 에너지 밴드 다이어그램의 변화를 나타낸 도면이다.7 is a view showing changes in the energy band diagram before and after bonding of the conductive layer and the UV sensing layer of the present invention.

도 7을 참조하면, 도 7(a)는 전도층(250)과 자외선 감지층(260)의 접합 전 에너지 밴드 다이어그램을 나타내고, 도 7(b)는 접합 후의 변화된 에너지 밴드 다이어그램을 나타낸다.Referring to FIG. 7 , FIG. 7(a) shows an energy band diagram before bonding between the conductive layer 250 and the UV sensing layer 260, and FIG. 7(b) shows a changed energy band diagram after bonding.

전도층(250)과 자외선 감지층(260)이 접합되기 전에는, 도 7(a)에서와 같이, 전도층(250)과 자외선 감지층(260)은 각각 P형 유기 반도체의 에너지 밴드 다이어그램 특성과 N형 금속 산화물 반도체의 에너지 밴드 다이어그램 특성을 갖는다. 이때, 전도층(250)의 페르미 레벨 Ef1과 자외선 감지층(260)의 페르미 레벨 Ef2 간에는 레벨 차이를 갖는다.Before the conductive layer 250 and the UV sensing layer 260 are bonded, as shown in FIG. It has the energy band diagram characteristics of an n-type metal oxide semiconductor. In this case, there is a level difference between the Fermi level E f1 of the conductive layer 250 and the Fermi level E f2 of the ultraviolet sensing layer 260 .

전도층(250)과 자외선 감지층(260)이 접합하면서, 전도층(250)의 페르미 레벨인 Ef1와 자외선 감지층(260)의 페르미 레벨인 Ef2는 평형 상태를 이루기 위해 접합 계면에서 전자 및 정공의 확산이 발생하고, 페르미 레벨간 평형 상태를 이룸에 따라 접합면에 캐리어가 존재하지 않는 공핍층(W)이 나타나게 된다. 따라서, 도 7(b)에서와 같이, 전도층(250)의 LUMO 준위와 자외선 감지층(260)의 전도대(Conduction band) 사이에 에너지 준위 차이가 발생하게 된다.As the conductive layer 250 and the UV sensing layer 260 are bonded, the Fermi level E f1 of the conductive layer 250 and the Fermi level E f2 of the UV sensing layer 260 are electrons at the bonding interface to achieve equilibrium. and diffusion of holes occurs, and as an equilibrium state between Fermi levels is established, a depletion layer (W) in which carriers do not exist on the junction surface appears. Accordingly, as shown in FIG. 7B , a difference in energy level occurs between the LUMO level of the conductive layer 250 and the conduction band of the UV sensing layer 260 .

도 8은 본 발명의 자외선 조사에 따른 PN 이종접합 에너지 밴드 다이어그램 변화를 나타낸 도면이다.8 is a view showing the change in the PN heterojunction energy band diagram according to the ultraviolet irradiation of the present invention.

도 8을 참조하면, 도 8(a)는 자외선이 조사되기 전의 PN 이종접합, 즉 전도층(250)과 자외선 감지층(260)의 접합됐을 때의 에너지 밴드 다이어그램을 나타내고, 도 8(b)는 자외선이 감지된 후의 PN 이종접합 에너지 밴드 다이어그램의 변화를 나타낸다. 참고로, 도 8(a)에 도시된 PN 이종접합 에너지 밴드 다이어그램은 도 7(b)에 도시된 전도층(250)과 자외선 감지층(260)이 접합된 후의 에너지 밴드 다이어그램을 나타내는 도면과 동일하다.Referring to FIG. 8, FIG. 8(a) shows an energy band diagram when the PN heterojunction before UV irradiation, that is, when the conductive layer 250 and the UV sensing layer 260 are bonded, FIG. 8(b) shows the change in the PN heterojunction energy band diagram after UV is detected. For reference, the PN heterojunction energy band diagram shown in FIG. 8(a) is the same as the energy band diagram after the conductive layer 250 and the UV sensing layer 260 shown in FIG. 7(b) are bonded. do.

우선, 자외선 빛이 조사되기 전에는, 상술한 바와 같이 전도층(250)과 자외선 감지층(260)이 접합되면서 전도층(250)의 페르미 레벨 Ef1과 자외선 감지층(260)의 페르미 레벨 Ef2은 평형 상태를 이루기 위해 접합 계면에서 전자 및 정공의 확산이 발생하고, 평형 상태를 이루게 된다.First, before UV light is irradiated, as described above, as the conductive layer 250 and the UV sensing layer 260 are bonded together, the Fermi level E f1 of the conductive layer 250 and the Fermi level E f2 of the UV sensing layer 260 are bonded. In order to achieve an equilibrium state, diffusion of electrons and holes occurs at the junction interface, and the equilibrium state is achieved.

허나, 280nm 내지 400nm 의 파장 대역을 갖는 자외선 빛이 자외선 감지층(260)에 조사되면, 자외선 감지층(260)에 전자-정공 쌍(electron-hole pair)이 생성되고, 전도층(250)과 자외선 감지층(260)의 접합면에 형성되는 공핍층(W)의 내부 전계에 의해 전자-정공 쌍은 분리될 수 있다. 또한, 분리된 전자와 정공은 자외선 감지층(260)과 전도층(250)으로 각각 표동(drift)된다.However, when UV light having a wavelength band of 280 nm to 400 nm is irradiated to the UV sensing layer 260 , electron-hole pairs are generated in the UV sensing layer 260 , and the conductive layer 250 and The electron-hole pair may be separated by the internal electric field of the depletion layer W formed on the bonding surface of the UV sensing layer 260 . In addition, the separated electrons and holes drift to the UV sensing layer 260 and the conductive layer 250 , respectively.

이때, 본 발명에 따른 자외선 감지층(260)은 금속 전극층(220,230)이 아닌 전도층(250)에만 접합된 형태를 갖기 때문에 자외선 빛에 의해 생성되고 표동된 전자는 자외선 감지층(260)에 축적되게 된다. 이에 따라, 자외선 감지층(260)의 에너지 준위는 도 8(b)에서와 같이 상승하게 된다. 전자가 축적된 자외선 감지층(260)의 에너지 준위가 상승하면서, 자외선 감지층(260)의 페르미 레벨 Ef2가 전도층(250)의 폴라론 밴드보다 높은 에너지 준위를 가지게 되면, 자외선 감지층(260)의 전자가 전도층(250)의 폴라론 밴드로 확산되고, 확산된 전자는 전도층(250) 내부의 호핑 메커니즘에 의해 전도된다.At this time, since the UV sensing layer 260 according to the present invention has a form bonded only to the conductive layer 250 and not the metal electrode layers 220 and 230 , electrons generated and drifted by UV light are accumulated in the UV sensing layer 260 . will become Accordingly, the energy level of the ultraviolet sensing layer 260 rises as shown in FIG. 8(b) . When the energy level of the ultraviolet sensing layer 260 in which electrons are accumulated increases, and the Fermi level E f2 of the ultraviolet sensing layer 260 has a higher energy level than the polaron band of the conductive layer 250, the ultraviolet sensing layer ( Electrons of 260 are diffused into the polaron band of the conductive layer 250 , and the diffused electrons are conducted by a hopping mechanism inside the conductive layer 250 .

또한, 자외선 감지층(260)의 축적된 전자는 전도층(250)에서 자외선 감지층(260)간의 LUMO 준위와 전도대(Conduction band)의 에너지 준위 차이를 감소시켜 자외선 감지층(260)에서 전도층(250) 방향으로 전자의 확산이 가능하게 된다. 즉, 도 6을 통해 설명된 바와 같이, 자외선 빛에 의해 생성되고 표동된 전자는 LUMO 준위로 주입되는 경우뿐만 아니라, 폴라론 밴드로 주입되는 경우에도 호핑 메커니즘을 통한 캐리어 운반이 가능하게 된다.In addition, the accumulated electrons of the UV sensing layer 260 reduce the difference between the LUMO level between the UV sensing layer 260 and the energy level of the conduction band in the conductive layer 250 , so that the conductive layer in the UV sensing layer 260 is The diffusion of electrons in the (250) direction is possible. That is, as described with reference to FIG. 6 , carrier transport through the hopping mechanism is possible when electrons generated and drifted by ultraviolet light are injected not only into the LUMO level but also when they are injected into the polaron band.

도 9는 본 발명의 전도층과 전극층 접합에 따른 에너지 밴드 다이어그램을 나타낸 도면이다.9 is a view showing an energy band diagram according to the bonding of the conductive layer and the electrode layer of the present invention.

도 9를 참조하면, 도 9(a)는 전극층(220,230)과 전도층(250)이 접합되기 전의 에너지 밴드 다이어그램을 나타내고, 도 9(b)는 전극층(220,230)과 전도층(250)이 접합된 후의 에너지 밴드 다이어그램의 변화를 나타낸다. 참고로, 도 9의 실시예에서는 전극층(220,230)과 전도층(250)의 접합 상태를 나타내었으나, 전극층(220,230)과 신축성 전극층(240)이 접합될 경우도 동일한 동작 특성을 갖는다.Referring to FIG. 9 , FIG. 9(a) shows an energy band diagram before the electrode layers 220 and 230 and the conductive layer 250 are bonded, and FIG. 9(b) is the electrode layer 220 and 230 and the conductive layer 250 are bonded. It shows the change in the energy band diagram after For reference, although the bonding state of the electrode layers 220 and 230 and the conductive layer 250 is shown in the embodiment of FIG. 9 , when the electrode layers 220 and 230 and the stretchable electrode layer 240 are bonded to each other, they have the same operating characteristics.

우선, 도 9(a)를 참조하면, 전극층(220,230)과 전도층(250)이 접합되기 전에는 전극층(220,230)과 전도층(250)은 각각 금속 전극의 에너지 밴드 다이어그램 특성과 P형 유기 반도체의 에너지 밴드 다이어그램 특성을 갖는다. 이때, 전극층(220,230)의 페르미 레벨 Em과 전도층(250)의 페르미 레벨 Ef 간에는 레벨 차이를 갖는다.First, referring to FIG. 9( a ), before the electrode layers 220 and 230 and the conductive layer 250 are bonded, the electrode layers 220 and 230 and the conductive layer 250 are each formed according to the energy band diagram characteristics of the metal electrode and the P-type organic semiconductor. It has energy band diagram characteristics. In this case, there is a level difference between the Fermi level E m of the electrode layers 220 and 230 and the Fermi level E f of the conductive layer 250 .

전극층(220,230)과 전도층(250)이 접합되면 일예로, 제1 전극층(220)이 전도층(250)과 쇼트키 접합되고, 제2 전극층(230)이 전도층(250)과 오믹 접합되면, 제1 전극층(220)의 페르미 레벨 Em과 전도층(250)의 페르미 레벨 Ef은 평형 상태를 이루고, 이에 따라 도 9(b)에서와 같이, 접합 계면에서 음전하를 띄는 공핍층(W)이 형성된다.When the electrode layers 220 and 230 and the conductive layer 250 are bonded, for example, when the first electrode layer 220 is Schottky bonded to the conductive layer 250 , and the second electrode layer 230 is ohmic bonded to the conductive layer 250 , , the Fermi level E m of the first electrode layer 220 and the Fermi level E f of the conductive layer 250 are in equilibrium, and thus, as shown in FIG. ) is formed.

도 10은 본 발명의 자외선이 조사되었을 때, 전도층과 전극층 접합에 따른 에너지 밴드 다이어그램을 나타낸 도면이다.10 is a view showing an energy band diagram according to the bonding of the conductive layer and the electrode layer when the ultraviolet rays of the present invention are irradiated.

도 10을 참조하면, 전극층과 전도층(250)이 접합된 상태에서 자외선이 조사되면, 자외선 감지층(260)에서 생성된 전자-정공 쌍에 의해 P형 유기 반도체에 전자가 주입된다. 이는, 도 8에 의해 설명된 자외선 감지에 따른 PN 이종접합 에너지 밴드 다이어그램 변화에 기인한다. 이러한 자외선 감지층(260)에서 전도층(250)으로의 전자 이동은 전도층(250)으로 (-) 전압이 인가된 것과 동일하게 볼 수 있다. 따라서, 쇼트키 접합을 형성하는 제1 전극층(220)과 전도층(250)의 접합부에 형성된 공핍층(W)은 확장되며 도 10에서와 같이 더 큰 음전하를 띄게 된다.Referring to FIG. 10 , when ultraviolet rays are irradiated while the electrode layer and the conductive layer 250 are bonded to each other, electrons are injected into the P-type organic semiconductor by electron-hole pairs generated in the ultraviolet sensing layer 260 . This is due to the change in the PN heterojunction energy band diagram according to the ultraviolet sensing described by FIG. 8 . The electron movement from the ultraviolet sensing layer 260 to the conductive layer 250 can be seen as the same as when a negative voltage is applied to the conductive layer 250 . Accordingly, the depletion layer W formed at the junction of the first electrode layer 220 and the conductive layer 250 forming the Schottky junction expands and has a larger negative charge as shown in FIG. 10 .

도 11은 본 발명의 자외선 감지에 따른 자외선 감지 소자의 전류 흐름을 나타낸 도면이다.11 is a view showing the current flow of the ultraviolet sensing device according to the ultraviolet sensing of the present invention.

도 11을 참조하면, 전도층(250)과 쇼트키 접합을 형성하는 제1 전극층(220) 및 전도층(250)과 오믹 접합을 형성하는 제2 전극층(230)을 연결하는 외부 회로를 따라 공핍층(W)과 오믹 접합부의 전위차에 의해 전류 흐름이 발생된다. 즉, 자외선 빛이 조사되면, 자외선 감지층(260)이 이를 감지하고, 자외선 감지층(260)으로부터 전자가 유입된 전도층(250)은 빛이 조사되지 않았을 때와 비교하여 더 강한 음전하를 띄는 공핍층(W)을 가지게 되고, 오믹 접합을 형성하는 제2 전극층(230)의 접합부와 더 큰 전위차를 갖게 된다. 즉, 전도층(250)으로 주입된 전자에 의해, 전도층(250) 및 제1 전극층(220)의 접합면과 전도층(250) 및 제2 전극층(230)의 접합면간의 전위차가 증가하게 된다. 따라서, 빛이 조사되지 않았을 때와 비교하여 더 큰 단락 전류값 및 개방 전압값을 갖게 되기 때문에 외부 회로를 따라 제2 전극층(230)에서 제1 전극층(220) 방향으로 전류가 흐르게 된다.Referring to FIG. 11 , a hole is formed along an external circuit connecting the first electrode layer 220 that forms a Schottky junction with the conductive layer 250 and the second electrode layer 230 that forms an ohmic junction with the conductive layer 250 . Current flow is generated by the potential difference between the pip layer W and the ohmic junction. That is, when UV light is irradiated, the UV sensing layer 260 detects it, and the conductive layer 250 in which electrons are introduced from the UV sensing layer 260 has a stronger negative charge compared to when no light is irradiated. It has the depletion layer W, and has a larger potential difference with the junction of the second electrode layer 230 forming the ohmic junction. That is, the potential difference between the bonding surfaces of the conductive layer 250 and the first electrode layer 220 and the bonding surfaces of the conductive layer 250 and the second electrode layer 230 is increased by the electrons injected into the conductive layer 250 . do. Accordingly, since it has a larger short-circuit current value and an open-circuit voltage value compared to when no light is irradiated, a current flows from the second electrode layer 230 to the first electrode layer 220 along the external circuit.

즉, 자외선을 감지하기 위해 외부에서 별도의 전원이 공급되지 않더라도, N형 금속 산화물 반도체는 금속 전극층이 아닌 P형 유기 반도체에만 접합하는 구조로 형성되기 때문에 자외선 빛이 조사되었을 때 N형 금속 산화물 반도체 내에 전자가 축적되고, 전자는 P형 유기 반도체로 확산되게 된다. 따라서, 자외선 빛이 조사되면 N형 금속 산화물 반도체에서 P형 유기 반도체로 전자가 주입되기 때문에 쇼트키 접합을 형성하는 금속 전극과 P형 유기 반도체 접합면의 내부 전계는 빛이 조사되지 않았을 때 보다 강한 전계를 형성하게 된다. 이는 금속 전극과 P형 유기 반도체가 오믹 접합을 형성하는 접합면과 비교하여 낮은 전위를 갖게 되므로, 외부 회로를 따른 전류의 흐름에 변화가 발생하게 되어 자체적으로 자외선을 감지할 수 있는 효과를 갖는다.That is, even if a separate power source is not supplied from the outside to detect ultraviolet light, since the N-type metal oxide semiconductor is formed in a structure that bonds only to the P-type organic semiconductor, not the metal electrode layer, when irradiated with ultraviolet light, the N-type metal oxide semiconductor Electrons are accumulated therein, and the electrons are diffused into the P-type organic semiconductor. Therefore, when ultraviolet light is irradiated, since electrons are injected from the N-type metal oxide semiconductor to the P-type organic semiconductor, the internal electric field between the metal electrode forming the Schottky junction and the P-type organic semiconductor junction is stronger than when no light is irradiated. will form an electric field. Since the metal electrode and the P-type organic semiconductor have a lower potential compared to the junction surface forming the ohmic junction, a change occurs in the flow of current along the external circuit, which has the effect of self-sensing ultraviolet rays.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 자외선 감지 소자는 자외선을 감지하는 N형 금속 산화물 반도체로 형성된 자외선 감지층(260)이 금속 전극(220,230) 및 신축성 소재의 기판(210)과 접합하지 않고, 신축성을 가지는 P형 유기 반도체로 형성된 전도층(250)에만 접합되도록 하는 PN 이종 접합 구조를 가짐으로써 신축성을 확보할 수 있다. 또한, P형 유기 반도체의 일단과 타단의 쇼트키 접합과 오믹 접합을 형성하는 금속 전극(220,230)에 의해 자외선 빛이 조사되었을 때, P형 유기 반도체와 금속 전극 간의 전위차가 증가되도록 하여 외부에서 인가되는 전원없이 자체적으로 자외선 감지가 가능하다.As described above, in the UV sensing device according to the present invention, the UV sensing layer 260 formed of an N-type metal oxide semiconductor for sensing UV does not bond to the metal electrodes 220 and 230 and the substrate 210 made of a stretchable material, and is stretchable. Stretchability can be ensured by having a PN heterojunction structure such that it is bonded only to the conductive layer 250 formed of the P-type organic semiconductor having . In addition, when ultraviolet light is irradiated by the metal electrodes 220 and 230 forming the Schottky junction and the ohmic junction of one end and the other end of the P-type organic semiconductor, the potential difference between the P-type organic semiconductor and the metal electrode is increased so that it is applied from the outside UV detection is possible on its own without a power supply.

한편, 본 명세서와 도면에 개시된 본 발명의 실시예들은 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것에 지나지 않으며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시예들 이외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형 예들이 실시 가능하다는 것은, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.On the other hand, the embodiments of the present invention disclosed in the present specification and drawings are merely presented as specific examples to aid understanding, and are not intended to limit the scope of the present invention. It will be apparent to those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains that other modifications based on the technical spirit of the present invention can be implemented in addition to the embodiments disclosed herein.

110, 210 : 기판 120, 220 : 제1 전극층
130, 230 : 제2 전극층 140, 240 : 신축성 전극층
150, 250 : 전도층 160, 260 : 자외선 감지층
170, 270 : 보호층 180 : 전극 보호층110, 210: substrate 120, 220: first electrode layer
130, 230: second electrode layer 140, 240: stretchable electrode layer
150, 250: conductive layer 160, 260: ultraviolet sensing layer
170, 270: protective layer 180: electrode protective layer

Claims (20)

기판;
상기 기판 상에 형성된 제1 전극층;
상기 기판 상에 형성되고, 상기 제1 전극층과 이격되어 형성된 제2 전극층;
상기 기판, 상기 제1 전극층 및 상기 제2 전극층 상에 형성되되, 상기 제1 전극층의 상부면에서 상기 제2 전극층의 상부면까지 연장되도록 형성된 전도층;
상기 전도층 상에 형성되고, 자외선을 감지하는 자외선 감지층; 및
상기 기판 상에 형성되고, 상기 제1 전극층, 상기 제2 전극층, 상기 전도층 및 상기 자외선 감지층을 감싸도록 형성된 보호층을 포함하는 자외선 감지 소자.Board;
a first electrode layer formed on the substrate;
a second electrode layer formed on the substrate and spaced apart from the first electrode layer;
a conductive layer formed on the substrate, the first electrode layer, and the second electrode layer to extend from an upper surface of the first electrode layer to an upper surface of the second electrode layer;
an ultraviolet sensing layer formed on the conductive layer and sensing ultraviolet rays; and
and a protective layer formed on the substrate and formed to surround the first electrode layer, the second electrode layer, the conductive layer, and the UV sensing layer. 제1항에 있어서,
상기 자외선 감지층은 상기 제1 전극층 및 상기 제2 전극층과 이격되어 형성되는 것인 자외선 감지 소자.According to claim 1,
The ultraviolet sensing layer is an ultraviolet sensing element that is formed to be spaced apart from the first electrode layer and the second electrode layer. 제1항에 있어서,
상기 제1 전극층과 상기 기판 사이 및 상기 제2 전극층과 상기 기판 사이에 각각 형성되고, 상기 기판보다 큰 탄성 계수를 갖는 전극 보호층을 더 포함하는 자외선 감지 소자.According to claim 1,
The ultraviolet sensing element further comprising an electrode protective layer formed between the first electrode layer and the substrate and between the second electrode layer and the substrate, respectively, and having a larger elastic modulus than the substrate. 제3항에 있어서,
상기 전극 보호층은 PET, PEN, PDMS, PMMA, 폴리이미드(Polyimide) 또는 파릴렌(Parylene) 중 어느 하나의 물질을 포함하는 자외선 감지 소자.4. The method of claim 3,
The electrode protective layer is an ultraviolet sensing device including any one of PET, PEN, PDMS, PMMA, polyimide, and parylene. 제3항에 있어서,
상기 제1 전극층 및 상기 제2 전극층은 Al, Cr, Cu, Au, Fe, ITO, Ni, Pd, Pt, Ag, Ti 또는 W 중 어느 하나의 물질로 형성되는 것인 자외선 감지 소자.4. The method of claim 3,
The first electrode layer and the second electrode layer is Al, Cr, Cu, Au, Fe, ITO, Ni, Pd, Pt, Ag, Ti, or UV sensing device that is formed of any one material of W. 제1항에 있어서,
상기 제1 전극층 및 상기 제2 전극층은 신축성을 갖는 것인 자외선 감지 소자.According to claim 1,
The first electrode layer and the second electrode layer will have elasticity. 제6항에 있어서,
상기 제1 전극층 및 상기 제2 전극층은 Al, Cr, Cu, Au, Fe, ITO, Ni, Pd, Pt, Ag, Ti 또는 W 중 어느 하나의 물질로 형성되되, 나노 와이어(nano-wire) 형태를 갖는 것인 자외선 감지 소자.7. The method of claim 6,
The first electrode layer and the second electrode layer are formed of any one material of Al, Cr, Cu, Au, Fe, ITO, Ni, Pd, Pt, Ag, Ti, or W, in the form of a nano-wire An ultraviolet sensing element having a. 제1항에 있어서,
상기 제1 전극층은 상기 전도층과 쇼트키 접합되고, 상기 제2 전극층은 상기 전도층과 오믹 접합되는 것인 자외선 감지 소자.According to claim 1,
The first electrode layer is a Schottky bond to the conductive layer, and the second electrode layer is an ohmic bond to the conductive layer. 제1항에 있어서,
상기 제1 전극층은 상기 전도층보다 작은 일함수를 갖고, 상기 제2 전극층은 상기 전도층보다 큰 일함수를 갖는 것인 자외선 감지 소자.According to claim 1,
The first electrode layer has a work function smaller than that of the conductive layer, and the second electrode layer has a work function greater than that of the conductive layer. 제1항에 있어서,
상기 기판, 상기 제1 전극층 및 상기 제2 전극층 상에 형성되되, 상기 기판과 상기 전도층 사이에 형성된 신축성 전극층을 더 포함하는 자외선 감지 소자.According to claim 1,
The ultraviolet sensing device further comprising a stretchable electrode layer formed on the substrate, the first electrode layer, and the second electrode layer, the stretchable electrode layer formed between the substrate and the conductive layer. 제10항에 있어서,
상기 신축성 전극층은 상기 전도층과 동일한 물질의 P형 유기 반도체이거나, 또는 상기 전도층과 다른 물질의 P형 유기 반도체인 것인 자외선 감지 소자.11. The method of claim 10,
The stretchable electrode layer may be a P-type organic semiconductor made of the same material as the conductive layer or a P-type organic semiconductor made of a material different from that of the conductive layer. 제1항에 있어서,
상기 기판은 폴리디메틸실록산(PDMS), 에코 플렉스(Ecoflex), 드라곤 플렉스(Dragonflex) 또는 하이드로겔(Hydrogel) 중 어느 하나의 물질을 포함하는 자외선 감지 소자.According to claim 1,
The substrate is a UV sensing device comprising any one of polydimethylsiloxane (PDMS), Ecoflex, Dragonflex, and Hydrogel. 제1항에 있어서,
상기 전도층은 P형 유기 반도체이며, 상기 자외선 감지층은 N형 금속 산화물 반도체인 것인 자외선 감지 소자.According to claim 1,
The conductive layer is a P-type organic semiconductor, and the UV-sensing layer is an N-type metal oxide semiconductor. 제1항에 있어서,
상기 전도층은 폴리아닐린(Polyaniline, PANI)을 포함하는 자외선 감지 소자.According to claim 1,
The conductive layer is an ultraviolet sensing device comprising polyaniline (PANI). 제1항에 있어서,
상기 자외선 감지층은 ZnO, TiO2, SnO2 또는 WO 중 어느 하나의 물질을 포함하는 자외선 감지 소자.According to claim 1,
The UV sensing layer is ZnO, TiO 2 , SnO 2 UV sensing device comprising any one of a material of WO. 제1항에 있어서,
상기 자외선 감지층은 3.1eV 내지 4.43eV의 에너지 밴드갭을 갖는 것인 자외선 감지 소자.According to claim 1,
The UV sensing layer has an energy bandgap of 3.1 eV to 4.43 eV. 제1항에 있어서, 상기 전도층과 상기 자외선 감지층은,
상기 전도층을 셀(shell)로 하고, 상기 자외선 감지층을 코어(core)로 하는 코어-셀(core-shell) 구조를 갖는 것인 자외선 감지 소자.According to claim 1, wherein the conductive layer and the ultraviolet sensing layer,
An ultraviolet sensing device having a core-shell structure in which the conductive layer is a shell and the ultraviolet sensing layer is a core. 제1항에 있어서, 상기 전도층과 상기 자외선 감지층은,
상기 전도층이 박막 또는 나노 구조체 형태를 갖고, 상기 자외선 감지층이 상기 전도층 상에 나노 파티클 형태로 부착된 부착 구조를 갖는 것인 자외선 감지 소자.According to claim 1, wherein the conductive layer and the ultraviolet sensing layer,
The conductive layer has a thin film or nanostructure form, and the ultraviolet sensing layer has an attachment structure attached to the conductive layer in the form of nanoparticles. 제1항에 있어서,
상기 자외선 감지층에 자외선이 조사되면, 상기 자외선 감지층에 전자-전공 쌍(electron-hole pair)이 생성되고, 상기 생성된 전자-전공 쌍에 의해 상기 자외선 감지층에서 상기 전도층으로 전자(electron)가 주입되는 것인 자외선 감지 소자.According to claim 1,
When ultraviolet rays are irradiated to the ultraviolet sensing layer, electron-hole pairs are generated in the ultraviolet sensing layer, and electrons (electrons) are transferred from the ultraviolet sensing layer to the conductive layer by the generated electron-hole pairs. ) is an ultraviolet sensing element that is injected. 제19항에 있어서,
상기 전도층으로 주입된 전자에 의해, 상기 전도층 및 상기 제1 전극층의 접합면과 상기 전도층 및 상기 제2 전극층의 접합면 간의 전위차가 증가되는 것인 자외선 감지 소자.20. The method of claim 19,
By the electrons injected into the conductive layer, the potential difference between the bonding surface of the conductive layer and the first electrode layer and the bonding surface of the conductive layer and the second electrode layer is increased.
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