Improving the Color Detection of an Organic Photodiode Using a Solution- Processed Distributed Bragg Reflector

Abstract

분산 브래그 반사경(DBR)은 굴절률이 상이한 두 물질을 번갈아 쌓아 특정 파장대의 빛 만을 높은 비율로 반사한다. DBR의 반사광의 범위가 가시광 내에 있는 경우에, DBR은 아주 순도 높은 색상을 보여준다. 용액공정으로 만들어진 기존의 DBR은 반사광의 파장대가 매우 좁고 반사율이 매우 높으면서도 상온의 온화한 환경에서 우아한 방법으로 만들어 낼 수 있다는 장점이 있다. 특정 파장대의 빛을 선별하는 또다른 방법으로는 페브리-페로 간섭계가 있는데, 이것은 두 거울면 사이의 광학적 빈 공간을 이용해 특정 파장대의 빛 만을 통과시킨다. 이 논문에서는 파란색, 초록색, 빨간색을 반사하는 DBR을 TiO2 나노입자와 PMMA를 사용하여 유리 위에 제작하고, DBR과 비슷한 색상의 페브리-페로 간섭계를 적용한 유기 광 다이오드에 DBR 부착 전 후의 활성을 비교하였다. DBR을 부착하였을 때 유기 광 다이오드에는 같은 파장대의 빛이 투과광과 반사광으로 두 번 조사됨으로써 DBR 이 부착되지 않았을 때 보다 빛에 대한 민감도가 높아지게 되어 유기 광 다이오드에서의 DBR의 활용성을 확인할 수 있었다. 그리고 바-코팅 기술을 이용한 대형 브래그 반사경 제작으로 보다 경제적인 DBR 제작을 시도했으며 스핀 코팅으로 제작된 기존의 DBR의 활성에 근접하고자 하였다.;In this study we use two structure to select light wavelength, the distributed Bragg reflector (DBR) and Fabry-Perot (FP) interferometer. DBR is alternating stack of two different refractive index materials, which displays pure color by reflects a very specific light wavelength at a high rate. FP interferometer is structure that transmitted the specific wavelength of the light, using optical cavity between bilayer of the mirror. In this thesis, we fabricate blue, green, red colored 2.5 x 2.5cm DBR on bare glass using TiO2 nanoparticles and poly methyl methacrylate (PMMA) solution by spin coating process. Blue, green, red FP color filter were fabricated on photo device by solution process and thermal evaporation, then DBR was applicated. FP and DBR were designed to amplify the sensitivity in specific range of visible light, especially blue, green and red. The color photodiode showed higher responsivity and sensitivity to light under the reflectance of the DBR. Bar-coating allowed for increasing the fabrication scale of the DBR. Moreover, bar- coated DBR make an approach to spin coating result at some point.