双功能标准具-电极实现高性能无滤光片图像传感器

摘要： 基于对可见光具有高吸收系数的有机半导体，有机光电二极管（OPDs）正成为图像传感器中替代硅光电二极管的潜在候选者，尤其因其可实现薄型化并省去滤色片——这两点都能显著提升图像传感器的集成度。尽管经过多年研究，目前尚未开发出能在保持薄型化（<1μm）OPD厚度的同时，兼具足够高探测率（>1012 cm?Hz0.5/W）并实现颜色选择性的技术。为解决这一问题，我们提出了"标准具电极"概念，该结构既能发挥电极功能，又可选择性透射特定波长。通过精心设计的OPD架构（包含标准具电极、全色有机活性层及对电极），根据标准具电极厚度组合的精确调控，展现出明确的窄带红/绿/蓝选择性探测光谱。所有红/绿/蓝选择性OPD在保持电极、活性层及其他缓冲层总厚度不足800nm的同时，均实现了超过1012 cm?Hz0.5/W的高平均探测率。此外，标准具电极赋予的颜色选择性特性使全彩图案化更简便，由此制成了像素间距500μm的10×10图像传感器原型，成功呈现了精准的全彩图像。