本发明专利技术涉及光电转换装置，光电转换装置材料，光传感器和成像装置。光电子转换装置包括导电膜，有机光电转换膜和透明导电膜，其中所述有机光电转换膜含有由下式（１）表示的化合物和ｎ型有机半导体，式（１）中Ｒ１和Ｒ２中的每一个独立地表示被取代的芳基，未被取代的芳基，被取代的杂芳基或未被取代的杂芳基，Ｒ３至Ｒ１１中的每一个独立地表示氢原子或取代基，ｍ表示０或１，ｎ表示０以上的整数，Ｒ１和Ｒ２，Ｒ３和Ｒ４，Ｒ３和Ｒ５，Ｒ５和Ｒ６，Ｒ６和Ｒ８，Ｒ７和Ｒ８，Ｒ７和Ｒ９，或Ｒ１０和Ｒ１１可以彼此结合形成环，并且当ｎ为２以上的整数时，在多个Ｒ７和Ｒ８中，一对Ｒ７，一对Ｒ８，或一对Ｒ７和Ｒ８可以彼此结合形成环。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及光电转换装置，光电转换装置材料，光传感器和成像装置。技术背景常规的光传感器通常为通过在半导体基板比如硅(Si)中形成光电二极管(PD)所 制造的装置。关于固态成像装置，广泛地使用平面固态成像装置，其中将PD在半导体基板 中二维排列，并且通过CCD或CMOS电路将对应于由在每个PD中光电转换所产生的信号电 荷的信号读出。用于实现彩色固态成像装置的方法通常是制造这样一种结构，其中在平面固态成 像装置的光入射表面侧，设置仅透射特定波长的光的滤色片以用于颜色分离。特别地，其中 将分别透射蓝⑶光、绿(G)光和红(R)光的滤色片规则地安置在二维排列的PD中的每一 个上的单板固态成像装置作为当今在数码相机等中广泛使用的系统是广为人知的。在这种单板固态成像装置中，因为滤色片仅透射有限波长的光，未能透射通过滤 色片的光没有被利用并且光的利用效率是差的。此外，近年中，多像素装置的制造正在发 展，并且像素尺寸以及进而光电二极管部件的面积变小，这带来了开口率减小和光采集效 率降低的问题。为了解决这些问题，已经建议了在纵向上层叠能够检测在不同波长的光的光电转 换部件的系统。关于这样的系统，就所关心的可见光来说，公开了，例如利用Si的吸收系 数的波长依赖性的系统，其中形成了垂直层叠结构并且利用厚度上的不同分离颜色(专利 文件1)；和其中形成了使用有机半导体的第一光接收部件以及各自由Si组成的第二和第 三光接收部件的系统(专利文件2)。然而，这样的系统的不利之处在于颜色分离差，因为吸收范围在Si厚度方向上的 各个光接收部件中重叠并且分光性质差。而且，具有在信号读出基板上形成有有机光电转换膜的结构的固态成像装置的 开发正在进行。在这种固态成像装置中，其任务具体是提高光电转换效率或减小暗电流，并且作 为用于改进这些性质的方法，公开的是，例如，对前者而言引入pn-结(非专利文献1)或 引入体相异质结(bulk heterojunction)结构(专利文献3)，以及对后者而言引入阻挡层 (专利文献4)。在通过引入pn-结或体相异质结结构来提高光电转换效率的情况下，暗电流的增 加经常成为问题。此外，取决于材料的组合，光电转换效率的改善程度不同，并且在一些情 况中，光信号量/暗时(dark time)噪声的比率没有比引入这种结构之前的比率提高。在 采用以上方法的情况下，结合什么材料是重要的，并且特别地，当意欲降低暗时噪声时，这 是难以通过传统报道的材料组合实现的。作为描述使用有机材料的光电转换装置的文献，还已知的是专利文献5至7，非专 利文献2和3等。专利文献5描述了一种使用含有富勒烯的有机光电转换膜的装置，但是不可能仅 通过富勒烯满足所有上述高光电转换效率，低暗电流和高光吸收。专利文献6描述了一种含有噻吩，呋喃或吡咯的杂环化合物，而专利文献7和非专 利文献2和3描述了采用使用噻吩衍生物和富勒烯衍生物的有机光电转换装置的太阳能电 池。[专利文献1]美国专利5，965，875[专利文献2]JP-A-2003-332551 (本文中使用的术语“JP-A”是指“未审查的公布 日本专利申请”)[专利文献 3] JP-A-2OO2-O7639I[专利文献 4] JP-A-5-129576[专利文献 5] JP-A-2007-123707[专利文献 6] JP-A-2OO5-I329H[专利文献 7]JP-A-2007_091714[非专利文献11 应用物理简报(AddI. Phys. Lett.), 1986，48，183[非专利文献 21 美国化学会志(T. Am. Chem. Soc. ) , 2006，128，3459[非专利文献 31 化学通讯(Chem. Commun.), 2008，48，6489
技术实现思路
然而，专利文献5至7和非专利文献2和3的装置是目的在于用作太阳能电池的 装置，并且既没有发现关于暗电流减小等的公开内容，也没有提及对于用于在成像装置中 使用的光电转换装置的应用等。本专利技术的一个目的是提供一种使用有机光电转换膜的光电转换装置，具体地，一 种在光电转换效率方面优异的光电转换装置，和一种固态成像装置。在有机光电转换装置中，为了实现高光吸收率，高光电转换效率和低暗电流，所使 用的有机光电转换膜优选满足下列要求。1.染料的摩尔吸光系数需要是高的。2.就高效率而言，激子离解后的信号电荷需要在没有损失的条件下被即刻传输到 两个电极。在少量的载流子捕获部位条件下的高的迁移率和高的电荷输送能力是必要的。3.就高的光电转换效率而言，优选的是激子稳定化能小，并且通过外加电场或者 由Pn-结等在内部产生的电场的影响，激子可以被很快地解离(高的激子解离效率)。4.为了尽量减少暗时在内部产生的载流子，优选选择使得在内部几乎不存在中间 能级或者充当其原因之一的杂质的膜结构或材料。5.在层叠多个层的情况下，需要匹配相邻层的能级，并且如果形成能垒，则这抑制 电荷输送。在通过气相沉积法形成有机光电转换膜的情况下，分解温度优选高于允许气相沉 积的温度，因为在气相沉积过程中的热分解可以被抑制。涂覆法的有利之处在于膜可以在 不受以上分解限制的条件下形成并且可以实现低成本，但是通过气相沉积法形成膜是优选 的，因为易于形成均勻的膜并且可以减少可能的杂质混入。作为深入研究的结果，本专利技术人已经发现了能够实现高光电转换效率和低暗电流的高吸收材料。根据本专利技术人的研究，已经发现的是，当将由下式⑴表示的化合物和η型半导体 组合使用时，得到在光电转换效率方面优异的光电转换装置。而且，已经发现，除由下式 (1)表示的化合物以外，由下式(4)表示的化合物和由式( 表示的化合物是可用作光电转 换材料的新的化合物。S卩，上述目的可以通过以下技术实现。[1] 一种光电转换装置，其包括导电膜，有机光电转换膜和透明导电膜，其中所述 有机光电转换膜含有由下式(1)表示的化合物和η型有机半导体式(1)其中R1和&中的每一个独立地表示被取代的芳基，未被取代的芳基，被取代的杂 芳基或未被取代的杂芳基，R3至R11中的每一个独立地表示氢原子或取代基，条件是将酸基 排除在外，m表示0或1，η表示0以上的整数，R1和R2, R3和R4, R3和R5, R5和R6, R6和R8, R7和R8, R7和R9,或Rltl和R11可以彼此结合形成环，并且当η为2以上的整数时，在多个R7 和&中，一对R7, 一对R8,或一对R7和&可以彼此结合形成环。[2]根据以上[1]的光电转换装置，其中所述由式⑴表示的化合物是由下式⑵ 表示的化合物式(2)其中队至R9, m和η具有与以上相同的含义，R11和R12中的每一个独立地表示氢 原子或取代基，并且R11和R12可以彼此结合形成环。[3]根据以上[2]的光电转换装置，其中所述由式(2)表示的化合物是由下式(3) 表示的化合物式(3)8其中队至&，m和η具有与以上相同的含义，R13和R14中的每一个独立地表示氢原 子或取代基，并且R13和R14可以彼此结合形成环。[4]根据以上[3]的光电转换装置，其中所述由式(3)表示的化合物是由下式⑷ 表示的化合物式(4)Rl6其中队至I 9，m和η具有与以上相同的含义，R15本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种光电转换装置，其包括导电膜，有机光电转换膜和透明导电膜，其中所述有机光电转换膜含有由下式（１）表示的化合物和ｎ型有机半导体：式（１）：＊＊＊其中Ｒ↓［１］和Ｒ↓［２］中的每一个独立地表示被取代的芳基，未被取代的芳基，被取代的杂芳基或未被取代的杂芳基，Ｒ↓［３］至Ｒ↓［１１］中的每一个独立地表示氢原子或取代基，条件是将酸基排除在外，ｍ表示０或１，ｎ表示０以上的整数，Ｒ↓［１］和Ｒ↓［２］，Ｒ↓［３］和Ｒ↓［４］，Ｒ↓［３］和Ｒ↓［５］，Ｒ↓［５］和Ｒ↓［６］，Ｒ↓［６］和Ｒ↓［８］，Ｒ↓［７］和Ｒ↓［８］，Ｒ↓［７］和Ｒ↓［９］，或Ｒ↓［１０］和Ｒ↓［１１］可以彼此结合形成环，并且当ｎ为２以上的整数时，在多个Ｒ↓［７］和Ｒ↓［８］中，一对Ｒ↓［７］，一对Ｒ↓［８］，或一对Ｒ↓［７］和Ｒ↓［８］可以彼此结合形成环。
【技术特征摘要】
JP 2009-9-29 2009-2255221. 一种光电转换装置，其包括导电膜，有机光电转换膜和透明导电膜，其中所述有机光 电转换膜含有由下式(1)表示的化合物和η型有机半导体 式⑴其中R1和&中的每一个独立地表示被取代的芳基，未被取代的芳基，被取代的杂芳基 或未被取代的杂芳基，R3至R11中的每一个独立地表示氢原子或取代基，条件是将酸基排除 在夕卜，m表示0或1，η表示0以上的整数，R1和R2, R3和R4, R3和R5, R5和R6, R6和R8, R7和 R8, R7和R9,或Rltl和R11可以彼此结合形成环，并且当η为2以上的整数时，在多个R7和& 中，一对R7，一对R8,或一对R7和&可以彼此结合形成环。2.根据权利要求1所述的光电转换装置，其中所述由式(1)表示的化合物是由下式 ⑵表示的化合物 式⑵其中R1至&，m和η具有与以上相同的含义，R11和R12中的每一个独立地表示氢原子或 取代基，并且R11和R12可以彼此结合形成环。3.根据权利要求2所述的光电转换装置，其中所述由式( 表示的化合物是由下式 ⑶表示的化合物 式⑶Rn其中R1至&，m和η具有与以上相同的含义，R13和R14中的每一个独立地表示氢原子或 取代基，并且R13和R14可以彼此结合形成环。4.根据权利要求3所述的光电转换装置，其中所述由式C3)表示的化合物是由下式(4)表示的化合物 式⑷5.根据权利要求3所述的光电转换装置，其中所述由式C3)表示的化合物是由下式 (5)表示的化合物 式⑶其中队至R9, m和η具有与以上相同的含义，R15和R18至Ii22中的每一个独立地表示氢 原子或取代基，并且R15和R19，R19和R20, R20和R21^R21和R22,或R22和Rw可以彼此结合形成 环。6.根据权利要求1至5中任一项所述的光电转换装置，其中所述η型有机半导体为富 勒烯或富勒烯衍生物。7.根据权利要求1至5中任一项所述的光电转换装置，所述光电转换装置还包括电子 阻挡膜。8.根据权利要求7所述的光电转换装置，其中以下列顺序层叠所述导电膜，所述电子 阻...
【专利技术属性】
技术研发人员：养父克行，野村公笃，滨野光正，三井哲朗，
申请(专利权)人：富士胶片株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]
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