3D 스프레이 프린팅 기반의 곡면형 포토디텍터 제작 연구

Abstract

최근 디지털 이미징 분야에서는 곡면 전자기기의 생산이 중요한 기술로 부상하고 있다. 기존의 평면 전자기기와는 달리 이러한 유형의 전자장치는 곡면이나 3D 표면 위에서 이미지를 캡처하고 처리하도록 설계되고, 제작된 곡면 전자장치는 곡면에 맞 게 디자인되어 더 넓은 시야각과 향상된 이미징 성능을 제공하고 복잡한 장치 구성 을 최소화할 수 있다. 기존의 곡면 장치 제작 방법은 평면 제작 방식을 변형시켜 곡 면을 완성하여 장치 성능이 저하되는 결과를 가져오게 되어 이를 보완할 다른 제작 방식에 대한 연구의 필요성이 제기된다. 본 연구에서는 곡면 위에 효과적으로 광 전 자장치를 제작하기 위해서 3D 프린팅을 활용하였다. 그리고 기존에 주로 사용되는 3D 압출 프린팅 방식에서 나타나는 제약을 극복하기 위해 3D 스프레이 프린팅 기 반 방식을 도입하여 적용시켰다. 이 기술은 두께 제어를 통해 얇은 필름을 형성하고 균일성을 크게 향상시키면서 복잡한 곡면 다중 포토디텍터의 제작을 가능하게 하였 다. 3D 스프레이 프린팅을 활용하여 고성능 박막 곡면(반구형) 포토디텍터를 생산하 는 차별화된 방법을 제시하고 이러한 연구 결과를 통해 향후 이미지 센서 분야에 기여할 수 있는 미래 응용에 대한 희망적인 전망을 제시한다.|In recent years, the production of curved electronic devices has emerged as a crucial technology in the field of digital imaging. Unlike traditional planar electronics, this type of electronics is designed to capture and process images on curved or 3D surfaces. Curved electronic devices, when tailored to fit curved surfaces, offer wider viewing angles and enhanced imaging performance while minimizing the complexity of device configurations. The conventional methods for producing curved devices have faced challenges in adapting flat production methods to curved surfaces, often resulting in compromised device performance. In this study, we innovatively utilized 3D printing to effectively produce optoelectronic devices on curved surfaces. To overcome constraints observed in traditional 3D extrusion printing, we introduced and applied a 3D spray printing-based approach. This technology significantly improved thin film uniformity and thickness control, enabling the fabrication of complex curved multi-photodetectors. We propose a differentiated method for producing high-performance thin-film curved (hemispherical) photodetectors using 3D spray printing, presenting a promising outlook for future applications in the field of image sensors.