【技术实现步骤摘要】
光电转换元件、固体摄像装置和电子设备本申请是申请日为2016年5月19日、专利技术名称为“光电转换元件和固体摄像装置”的申请号为201680029802.2的专利申请的分案申请。
本专利技术涉及使用例如有机半导体的光电转换元件和包括该光电转换元件的固体摄像装置。
技术介绍
近年来,在诸如CCD(电荷耦合装置;ChargeCoupledDevice)图像传感器和CMOS(互补金属氧化物半导体;ComplementaryMetalOxideSemiconductor)图像传感器等固体摄像装置中,像素尺寸的缩小已经加快了。像素尺寸的缩小使得入射至单位像素中的光子数减少了,从而导致了灵敏度的降低和信噪比的降低。此外,在将包括红色、绿色和蓝色的原色颜色滤光片在内的二维阵列颜色滤光片用于彩色化(colorization)的情况下,在红色像素中,颜色滤光片会吸收绿色光和蓝色光,导致灵敏度降低。此外,为了生成各颜色信号,执行了像素的插值处理,这就会产生所谓的伪色。因此,例如,专利文献1公开了一种使用具有多层结构的有机光电转换膜的图像传感器,在该图像传感器中,对蓝色光(B)有灵敏度的有机光电转换膜、对绿色光(G)有灵敏度的有机光电转换膜和对红色光(R)有灵敏度的有机光电转换膜依次层叠着。在该图像传感器中,从一个像素中分别提取B、G和R的信号,以实现灵敏度的提高。专利文献2公开了一种摄像元件:其中,形成有由一层构成的有机光电转换膜,并且从该有机光电转换膜提取一种颜色的信号,且通过硅(Si)体分光法来提取两种颜色的信号。< ...
【技术保护点】
1.一种光电转换元件,其包括:/n相互面对的第一电极和第二电极;以及/n光电转换层,所述光电转换层被设置在所述第一电极和所述第二电极之间,且还包括具有互不相同的母体骨架的第一有机半导体材料、第二有机半导体材料和第三有机半导体材料,/n所述第一有机半导体材料是富勒烯或富勒烯衍生物,/n所述第二有机半导体材料在单层膜形式下在可见光区域内的极大光吸收波长的线吸收系数高于所述第一有机半导体材料的单层膜和所述第三有机半导体材料的单层膜在可见光区域内的极大光吸收波长的线吸收系数,并且/n所述第三有机半导体材料在单层膜形式下的空穴迁移率高于所述第二有机半导体材料的单层膜的空穴迁移率。/n
【技术特征摘要】
20150529 JP 2015-110900;20160331 JP 2016-0721971.一种光电转换元件,其包括:
相互面对的第一电极和第二电极;以及
光电转换层,所述光电转换层被设置在所述第一电极和所述第二电极之间,且还包括具有互不相同的母体骨架的第一有机半导体材料、第二有机半导体材料和第三有机半导体材料,
所述第一有机半导体材料是富勒烯或富勒烯衍生物,
所述第二有机半导体材料在单层膜形式下在可见光区域内的极大光吸收波长的线吸收系数高于所述第一有机半导体材料的单层膜和所述第三有机半导体材料的单层膜在可见光区域内的极大光吸收波长的线吸收系数,并且
所述第三有机半导体材料在单层膜形式下的空穴迁移率高于所述第二有机半导体材料的单层膜的空穴迁移率。
2.如权利要求1所述的光电转换元件,其中,所述第三有机半导体材料的HOMO能级是在所述第二有机半导体材料的HOMO能级以上的值。
3.如权利要求1所述的光电转换元件,其中,在所述光电转换层中,通过所述第二有机半导体材料的光吸收而产生的激子在选自所述第一有机半导体材料、所述第二有机半导体材料和所述第三有机半导体材料中的两个有机半导体材料之间的界面处被分离。
4.如权利要求1所述的光电转换元件,其中,所述光电转换层的极大吸收波长在450nm以上且650nm以下的范围内。
5.如权利要求1所述的光电转换元件,其中,所述第三有机半导体材料在所述第三有机半导体材料的分子中包含除碳(C)和氢(H)外的异质元素。
6.如权利要求1所述的光电转换元件,其中,所述光电转换层包括的所述第一有机半导体材料在10体积%以上且35体积%以下的范围内。
7.如权利要求1所述的光电转换元件,其中,所述光电转换层包括的所述第二有机半导体材料在30体积%以上且80体积%以下的范围内。
8.如权利要求1所述的光电转换元件,其中,所述光电转换层包括的所述第三有机半导体材料在10体积%以上且60体积%以下的范围内。
9.如权利要求1所述的光电转换元件,其中,所述第二有机半导体材料和所述第三有机半导体材料中的一者是由下式(1)表示的喹吖啶酮衍生物:
[化学分子结构1]
这里,R1和R2各自独立地是氢原子、烷基、芳基、或者杂环基,R3和R4各自独立地是烷基链、烯基、炔基、芳基、氰基、硝基、或者甲硅烷基,两个以上的R3或两个以上的R4视需要共同形成环,n1和n2各自独立地是0或1以上的整数。
10.如权利要求1所述的光电转换元件,其中,所述第二有机半导体材料和所述第三有机半导体材料中的一者是由下式(2)表示的三芳胺衍生物、或者由下式(3)表示的苯并噻吩并苯并噻吩衍生物:
[化学分子结构2]
这里,R20~R23各自独立地是由式(2)′表示的取代基,R24~R28各自独立地是氢原子、卤素原子、芳基、芳烃环基、具有烷基链或取代基的芳烃环基、芳杂环基、或者具有烷基链或取代基的芳杂环基,相邻的R24~R28各者视需要是相互结合而形成环的饱和或不饱和二价基团,
[化学分子结构3]
这里,R5~R6各自独立地是氢原子、或者由式(3)′表示的取代基,R7是芳环基、或者具有取代基的芳环基。
11.如权利要求1所述的光电转换元件,其中,所述第二有机半导体材料和所述第三有机半导体材料中的一者是由下式(4)表示的亚酞菁衍生物:
[化学分子结构4]
这里,R8~R19各自独立地选自由氢原子、卤素原子、直链烷基、支链烷基、环状烷基、硫代烷基、硫代芳基、芳基磺酰基、烷基磺酰基、氨基、烷基氨基、芳基氨基、羟基、烷氧基、酰氨基、酰氧基、苯基、羧基、羧基酰胺基、烷氧羧基、酰基、磺酰基、氰基和硝基组成的群组,相邻的R8~R19任意一者视需要是缩合脂环的一部分或缩合芳环的一部分,所述缩合脂环或所述缩合芳环视需要含有除碳外的一个或多个原子,M是硼或者二价或三价金属,X是阴离子基团。
12.如权利要求1所述的光电转换元件,其中,所述第二有机半导体材料是亚酞菁衍生物,所述第三有机半导体材料是喹吖啶酮衍生物。
13.如权利要求1所述的光电转换元件,其中,所述第二有机半导体材料是亚酞菁衍生物,所述第三有机半导体材料是三芳胺衍生物或苯并噻吩并苯并噻吩衍生物。
14.如权利要求1所述的光...
【专利技术属性】
技术研发人员:长谷川雄大,松泽伸行,尾花良哲,竹村一郎,中山典一,下川雅美,山口哲司,八木岩,茂木英昭,
申请(专利权)人:索尼半导体解决方案公司,
类型:发明
国别省市:日本;JP
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