有機光センサー

有機光センサーにより従来の半導体では実現できなかったようなデバイスや用途が可能になります。

有機光センサーの特長

有機光センサーは従来の光センサーと比較して以下のような特長があります。

  • 薄い、軽い
  • フレキシブル、形状適合性
  • 低コストでの生産が期待できる
  • 他のプリンテッド・エレクトロニクスデバイスと複合化が可能

電極/電子輸送層/活性層/正孔輸送層/透明電極/ガラス基板

用途

有機光センサーはプラスチック基板上に形成できるため、薄く、軽く、フレキシブルで、簡単に複合化も可能です。そのため、例えばパルスオキシメーター、光学バイオセンサー、デジタルX線センサー、近接センサー、低コストスぺクトロメーター、指紋認証センサー、ジェスチャーセンサー、配列センサーなどの用途拡大も可能になります

用途例

パルスオキシメータ

  • 2つの異なる有機ELからの信号を有機光センサーで検出
  • 心拍数と血中酸素濃度を計算
  • 有機ELと有機光センサーを同じ基板上に複合化

光学バイオセンサー

  • 有機ELと有機光センサーの組合せ
  • 生体元素からの信号を、吸収、蛍光で定量的に読み取り可能
  • 試料中のバイオマーカー濃度と信号に相関

例1:有機の近接センサーによる有機ELの駆動

光センサーの出力で有機ELの表示切替

有機光センサー材料の特長

当社の光センサー材料は、可視光および近赤外領域で吸収スペクトルを調整することが可能です。そのため検出器のレンジを用途によりカスタマイズすることができます。
高性能デバイスを実現する大気安定な陰極を、真空蒸着または印刷により形成することができます。大気安定な陰極を蒸着する際に、電子輸送層は不要です。可視光から近赤外領域で外部量子効率(EQE)は40%以上です。

有機光センサーのドナー材料の吸収波長の調整

用途に様々なレンジに応じたドナー材料を提供しています。下記の一連のR&Dサンプルの吸収で示すように吸収波長を調整することができます。

有機と無機の光センサーの比較

測定項目 有機光センサー シリコン系光センサー
EQE ~ 50% (-1V bias) 30%(400nm)から
 85%(800nm)に上昇
波長領域 400 ~ 800nm 400 ~ 1100nm
(典型なもの)
応答性(R) > 0.15A/W(400nm)
> 0.29A/W(800nm)
0.15A/W(400nm)
~ 0.60A/W(950nm)で
ほぼ直線性の相関
暗電流
(-0.5V)
< 50nA/cm2 10 - 100pA/cm2
(-5V)
線形力学レンジ(LDR) 72dB 120dB
応答時間
(立上り/減衰時間)
5μs(10mm2) 50 ~ 100ns (100mm2)
(面積に依存)

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