光电转换装置和成像装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种光电转换装置，其包括：透明导电膜；光电转换膜；和导电膜，其中所述的光电转换膜含有由下式（ｉ）表示的化合物，其中Ｒ２至Ｒ９中的每一个独立地表示氢原子或取代基，条件是Ｒ３，Ｒ４，Ｒ７和Ｒ８中的至少两个中的每一个独立地表示芳基，杂环基或－Ｎ（Ｒａ）（Ｒｂ），Ｒａ和Ｒｂ中的每一个独立地表示氢原子或取代基，并且至少Ｒａ或Ｒｂ表示芳基或杂环基；并且Ｒ１表示烷基，芳基或杂环基。式（ｉ）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种光电转换装置和一种成像装置。
技术介绍
关于固态成像装置，广泛地使用平面光接收装置，其中将光电转换部位在半导体 中以二维方式排列以形成像素，并且电荷输送在每一个像素中通过光电转换产生的信号并 根据CCD或CMOS格式读出。传统的光电转换部位通常是例如通过在半导体例如Si中形成 PN结形成的。近年来，随着多像素系统的发展，像素尺寸，进而光电二极管部件的面积变小，并 且这带来了开口率减小和聚光效率降低的问题。关于用于提高开口率等的措施，正在对具 有使用有机材料的有机光电转换膜的固态成像装置进行研究。已知将使用富勒烯或富勒烯衍生物的体相异质结构引入有机光电转换膜中以引 起高的光电转换效率(高激子解离效率)的技术。例如，专利文件1公开了含有富勒烯或富勒烯衍生物的光电转换膜。在太阳能电池中使用的有机光电转换装置被设计为收集电能并且因此不施加外 部电场，但是用作固态成像装置的可见光传感器的光电转换装置需要使光电转换效率最大 化并且有时外部施加电压以提高光电转换效率或提高响应速率。当外部施加电压以提高光电转换效率或提高响应速率时，由于外部电场产生了来 自电极的空穴注入或电子注入，并且这不利地增大了暗电流。通常在光电转换装置中作为电极使用的许多材料的功函(WF)为约4. 5eV(例如， ΙΤ0)，并且例如在使用富勒烯作为光电转换膜的原料的情况下，电极的WF和富勒烯(C6tl)的 LUMO之间的能隙变小，结果，特别地，电子容易从电极注入到光电转换膜中，并导致暗电流 显著增大。关于防止由于注入电流而增大暗电流，公开了这样一种技术提供电荷阻挡层以 抑制电荷注入到光电转换层中，从而有效地防止注入载流子并减小暗电流。(专利文件2)。此外，在专利文件3和4中，公开了具有咔唑结构的有机材料，但是对于它作为光 电转换装置的电荷阻挡层等的应用完全没有进行描述。JP-A-2007-123707(如本文中使用的术语“JP-A”是指“未审查公布 的日本专利申请”) JP-A-2008-72090 JP-A-2005-290000美国专利6，649，77
技术实现思路
在提供如专利文件2中的电荷阻挡层的情况下，需要所述电荷阻挡层不仅具有阻 挡能力还要具有高的电荷传输性以此实现高的光电转换效率和高速响应。此外，考虑到生产过程的应用和提高可贮藏性，电荷阻挡层需要具有高的耐热 性并且作为一个重要的问题，必须耐加热条件，所述加热条件为滤色片安装或焊料回流 (solder reflow)的工艺温度。S卩，在形成电荷阻挡层例如，形成电子阻挡层的情况下，需要对所述材料进行设计 以满足低Ea (电子亲合势)，高空穴传输性，高耐热性等，并且对结构进行严格限制以便于 满足这些要求。此外，必须考虑使能级位置获得优选值的分子设计，从而可以将电子阻挡层适当 地用于装置构造中。当使具有窄Ip(电离电势)的材料和具有深Ea的材料(例如，富勒烯Cj接触 时，由于热激发在块体内产生了从窄Ip材料层的HOMO到深Ea材料层的LUMO中的电荷(电 子，空穴)(源电荷)，结果，增加了在无光照时间(dark time)膜中的载流子(电荷)并且 进而增大了暗电流引起的噪声。与富勒烯C6tl接触的电子阻挡层的Ip必须足够大并且同时 需要小到足以从材料(P型材料)的HOMO接受空穴而不接受载流子，所述材料(ρ型材料) 在富勒烯C6tl的体相异质层中传输空穴。即，应该将电子阻挡层的Ip设计为相当有限的值， 并且必须对自由度原本小的材料设计进一步加入大的限制。专利文件1和专利文件2都没有提及来自在电荷阻挡层和光电转换层之间的界面 的源载流子。迄今还没有任何已知的材料设计技术能够达到所想要的对源载流子的抑制。本专利技术已经对这些问题进行解决，并且本专利技术的一个目标是提供一种能够抑制源 电荷(电子，空穴)并有效地减小暗电流的光电转换装置，所述源电荷产生于光电转换膜中 的不同材料之间的界面，以及装配有这样光电转换装置的成像装置。作为深入研究的结果，本专利技术人已经发现在具有含有大Ea材料的光电转换膜的 光电转换装置中，当将以下列式表示的化合物用于与具有大Ea的材料接触的材料(层) 时，可以将在具有大Ea的材料和与其接触的材料(层)之间的界面产生的源电荷(电子， 空穴)抑制到有效地减小暗电流的程度，并在加热实践中不产生问题。以下式表示的化合 物与具有相同Ip的传统材料相比具有高的减小暗电流的效果并且因此可允许的Ip可以更 小，从而增加分子结构中可用的取代基的选择性，因而可以提高分子设计的自由度。S卩，上述目的可以通过下列措施获得。(1) 一种光电转换装置，其包括透明导电膜；光电转换膜；和导电膜，其中所述的 光电转换膜含有由下式(i)表示的化合物式⑴ 其中R1表示烷基，芳基或杂环基，R2至R9中的每一个独立地表示氢原子或取代基， 条件是R3, R4, R7和R8中的至少两个中的每一个独立地表示芳基，杂环基或-N(Ra) (Rb)，Ra和Rb中的每一个独立地表示氢原子或取代基，并且至少Ra或Rb表示芳基或杂环基。(2)如以上(1)中所述的光电转换装置，其中所述的光电转换膜还含有具有4. OeV 以上的电子亲合势(Ea)的材料，并且在所述光电转换膜中，使所述由式⑴表示的化合物 与所述具有4. OeV以上的电子亲合势(Ea)的材料接触。(3)如以上⑴或⑵中所述的光电转换装置，其中所述由式⑴表示的化合物不 含有由5个以上的环组成的稠环结构。(4)如以上⑴至(3)中任何一项所述的光电转换装置，其中在式⑴中，R1是芳基。(5)如以上(1)至(4)中任何一项所述的光电转换装置，其中在式⑴中，R3, R4, R7和R8中的至少两个中的每一个独立地为-N(Ra) (Rb)，吖庚因基(az印inyl group)或咔 唑基，并且至少Ra或Rb是芴基。(6)如以上(1)至(4)中任何一项所述的光电转换装置，其中在式⑴中，R3, R4, R7和R8中的至少两个中的每一个独立地为-N(Ra) (Rb)，并且至少Ra或Rb是芴基。(7)如以上⑴至(4)中任何一项所述的光电转换装置，其中在式⑴中，R3和R8 中的每一个独立地为-N(Ra) (Rb)，吖庚因基或咔唑基。(8)如⑴至(4)中任何一项所述的光电转换装置，其中在式(i)中，民和R8中的 每一个独立地为被碳数为1至12的烷基取代的咔唑基，并且所述烷基可以通过作为连接基 的杂环基结合。(9)如以上(1)至⑶中任何一项所述的光电转换装置，其中在式⑴中，R2, R5, R6和R9中的每一个为氢原子。(10)如以上⑴至(9)中任何一项所述的光电转换装置，其中在式⑴中，R4和 R7中的每一个为氢原子。(11)如以上⑴至(10)中任何一项所述的光电转换装置，其中所述由式⑴表示 的化合物的电离电势(Ip)小于5. 7eV。(12)如以上⑴至(11)中任何一项所述的光电转换装置，其中所述以式⑴表示 的化合物的电离电势(Ip)为4. 9eV以上。(13)如以上⑴至(12)中任何一项所述的光电转换装置，其中所述以式⑴表示 的化合物的分子量为500至2，000。(14)如以上(1)至(13)中任何一项所述的光电转换装置，其中如通过飞行时间 (Time of Flight) (T本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光电转换装置，所述光电转换装置包括：透明导电膜；光电转换膜；和导电膜，其中所述的光电转换膜含有由下式（ｉ）表示的化合物：式（ｉ）：＊＊＊其中Ｒ↓［１］表示烷基，芳基或杂环基，Ｒ↓［２］至Ｒ↓［９］中的每一个独立地表示氢原子或取代基，条件是Ｒ↓［３］，Ｒ↓［４］，Ｒ↓［７］和Ｒ↓［８］中的至少两个中的每一个独立地表示芳基，杂环基或－Ｎ（Ｒａ）（Ｒｂ），Ｒａ和Ｒｂ中的每一个独立地表示氢原子或取代基，并且至少Ｒａ或Ｒｂ表示芳基或杂环基。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：三井哲朗，野村公笃，养父克行，
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]