JP2015032711A - Photoelectric conversion material, photoelectric conversion element, method for using the same, photosensor, and imaging device - Google Patents

Photoelectric conversion material, photoelectric conversion element, method for using the same, photosensor, and imaging device Download PDF

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide photoelectric conversion material excellent in vapor deposition stability, excellent in responsibility when making an element, and excellent in photoelectric conversion efficiency at a long wavelength region.SOLUTION: Photoelectric conversion material is a compound (A) represented by the following formula (1).

Description

本発明は、光電変換材料、光電変換素子およびその使用方法、並びに、光センサおよび撮像素子に関する。   The present invention relates to a photoelectric conversion material, a photoelectric conversion element, a method for using the photoelectric conversion element, an optical sensor, and an imaging element.

従来の光センサは、シリコン(Si)などの半導体基板中にフォトダイオード(PD)を形成した素子が一般的であり、固体撮像素子としては、PDを2次元的に配列し、各PDで発生した信号電荷を回路で読み出す平面型固体撮像素子が広く用いられている。   Conventional optical sensors are generally elements in which photodiodes (PDs) are formed in a semiconductor substrate such as silicon (Si). As solid-state image sensors, PDs are two-dimensionally arranged and generated in each PD. Flat-type solid-state imaging devices that read out the signal charges that have been used in a circuit are widely used.

カラー固体撮像素子を実現するには、平面型固体撮像素子の光入射面側に、特定の波長の光を透過するカラーフィルタを配した構造が一般的である。現在、デジタルカメラなどに広く用いられている2次元的に配列した各PD上に、青色(B)光、緑色(G)光、赤色(R)光を透過するカラーフィルタを規則的に配した単板式固体撮像素子がよく知られている。   In order to realize a color solid-state imaging device, a structure in which a color filter that transmits light of a specific wavelength is arranged on the light incident surface side of the flat solid-state imaging device is generally used. Color filters that transmit blue (B) light, green (G) light, and red (R) light are regularly arranged on each two-dimensionally arranged PD that is currently widely used in digital cameras and the like. Single-plate solid-state imaging devices are well known.

また、近年、有機光電変換膜を信号読み出し用基板上に形成した構造を有する固体撮像素子の開発が進んでいる。
このような有機光電変換膜を使用した固体撮像素子や光電変換素子では、特に応答性および光電変換効率が課題とされている。
In recent years, development of solid-state imaging devices having a structure in which an organic photoelectric conversion film is formed on a signal readout substrate has been advanced.
In solid-state imaging devices and photoelectric conversion devices using such an organic photoelectric conversion film, responsiveness and photoelectric conversion efficiency are particularly problematic.

このようななか、例えば、特許文献1、特許文献2には、特定の構造を有する光電変換材料およびこれを用いて作製した光電変換素子が開示されている。   Under such circumstances, for example, Patent Document 1 and Patent Document 2 disclose a photoelectric conversion material having a specific structure and a photoelectric conversion element manufactured using the photoelectric conversion material.

特開2011−119745号公報JP 2011-119745 A 特開2012−77064号公報JP 2012-77064 A

近年、撮像素子や光センサについてさらなる応答性の向上が要求されている。それに伴い、これらに使用される光電変換素子に対しても、応答性のさらなる向上が求められている。また、特にシリコンフォトダイオードなどの光電変換素子には、長波領域(例えば、波長600〜700nm)における優れた光電変換効率が求められている。   In recent years, further improvement in responsiveness has been demanded for image sensors and optical sensors. Accordingly, further improvement in responsiveness has been demanded for the photoelectric conversion elements used for these. In particular, photoelectric conversion elements such as silicon photodiodes are required to have excellent photoelectric conversion efficiency in a long wave region (for example, a wavelength of 600 to 700 nm).

また、製造プロセスの点からは、光電変換材料を長時間連続で蒸着を行った場合に、後半のバッチになっても応答性などの性能が変化し難いことが求められる。すなわち、光電変換材料には蒸着安定性が優れることが求められる。   Further, from the viewpoint of the manufacturing process, when the photoelectric conversion material is continuously deposited for a long time, it is required that the performance such as responsiveness does not easily change even when the latter batch is obtained. That is, the photoelectric conversion material is required to have excellent vapor deposition stability.

このようななか、本発明者らが、特許文献1および特許文献2に開示される光電変換材料を用いて光電変換素子を作製したところ、応答性や長波領域における光電変換効率が昨今求められるレベルを満たしていないことが明らかになった。また、蒸着安定性も昨今求められるレベルを満たしていないことが明らかになった。   Under these circumstances, when the present inventors produced a photoelectric conversion element using the photoelectric conversion material disclosed in Patent Document 1 and Patent Document 2, the level of responsiveness and photoelectric conversion efficiency in the long-wave region is recently required. It became clear that it did not meet. In addition, it became clear that the deposition stability does not meet the level required recently.

そこで、本発明は、上記実情を鑑みて、蒸着安定性に優れ、素子にしたときに応答性および長波領域における光電変換効率に優れる光電変換材料を提供することを目的とする。
また、本発明は、上記光電変換材料を用いた光電変換素子、上記光電変換素子の使用方法、並びに、光電変換素子を含む光センサおよび撮像素子を提供することも目的とする。
Then, in view of the said situation, this invention aims at providing the photoelectric conversion material which is excellent in vapor deposition stability, and is excellent in the responsiveness and photoelectric conversion efficiency in a long wave area | region when it is set as an element.
Another object of the present invention is to provide a photoelectric conversion element using the photoelectric conversion material, a method for using the photoelectric conversion element, and an optical sensor and an imaging element including the photoelectric conversion element.

本発明者らは、上記課題について鋭意検討した結果、後述する式(1)で表される化合物(A)が光電変換材料として蒸着安定性に優れ、また、素子にしたときに応答性および長波領域における光電変換効率に優れることを見出し、本発明を完成させた。すなわち、本発明者らは、以下の構成により上記課題が解決できることを見出した。   As a result of intensive studies on the above problems, the present inventors have found that the compound (A) represented by the formula (1), which will be described later, has excellent vapor deposition stability as a photoelectric conversion material. It was found that the photoelectric conversion efficiency in the region was excellent, and the present invention was completed. That is, the present inventors have found that the above problem can be solved by the following configuration.

(1) 下記式(1)で表される化合物(A)である、光電変換材料。

(式(1)中、R1〜R8は、それぞれ独立に、水素原子または置換基を表す。
9〜R11は、それぞれ独立に、水素原子または置換基を表す。nは、0以上の整数を表す。R9とR10、R9とR11は、それぞれ互いに結合して環を形成してもよい。nが2以上である場合、複数のR9同士、複数のR10同士は、それぞれ互いに結合して環を形成してもよい。
Ar1およびAr2は、それぞれ独立に、置換基を有してもよい、アリール基またはヘテロアリール基を表す。Ar1が置換基を有する場合、Ar1が有する置換基は、R2またはR3と結合してはならない。Ar2が置換基を有する場合、Ar2が有する置換基は、R1またはR8と互いに結合して環を形成してもよい。
Laは、>CR1a1b、>NR1c、置換基を有してもよいアルケニレン基、>SiR1d1e、−O−、および、−S−からなる群より選択される基を表す。ここで、R1a、R1b、R1c、R1dおよびR1eは、それぞれ独立に、水素原子または置換基を表す。
mは、0または1を表す。
1は、少なくとも2つの炭素原子を含む環であって、5員環、6員環、または、5員環および6員環の少なくともいずれかを含む縮合環を表す。)
(2) 上記化合物(A)が、下記式(2)で表される化合物(a1)である、上記(1)に記載の光電変換材料。

(式(2)中、R1〜R8は、それぞれ独立に、水素原子または置換基を表す。
9〜R11は、それぞれ独立に、水素原子または置換基を表す。nは、0以上の整数を表す。R9とR10、R9とR11は、それぞれ互いに結合して環を形成してもよい。nが2以上である場合、複数のR9同士、複数のR10同士は、それぞれ互いに結合して環を形成してもよい。
Ar1およびAr2は、それぞれ独立に、置換基を有してもよい、アリール基またはヘテロアリール基を表す。Ar1が置換基を有する場合、Ar1が有する置換基は、R2またはR3と結合してはならない。Ar2が置換基を有する場合、Ar2が有する置換基は、R1またはR8と互いに結合して環を形成してもよい。
Laは、>CR1a1b、>NR1c、置換基を有してもよいアルケニレン基、>SiR1d1e、−O−、および、−S−からなる群より選択される基を表す。ここで、R1a、R1b、R1c、R1dおよびR1eは、それぞれ独立に、水素原子または置換基を表す。
1は、少なくとも2つの炭素原子を含む環であって、5員環、6員環、または、5員環および6員環の少なくともいずれかを含む縮合環を表す。)
(3) 上記Z1が、下記式(Z1)で表される環である、上記(1)または(2)に記載の光電変換材料。
(式(Z1)中、Z2は、少なくとも3つの炭素原子を含む環であって、5員環、6員環、または、5員環および6員環の少なくともいずれかを含む縮合環を表す。*は、上記R11が結合している炭素原子との結合位置を表す。)
(4) 上記nが、0である、上記(1)〜(3)のいずれかに記載の光電変換材料。
(5) 上記Ar1またはAr2が、置換基を有してもよいアリール基である、上記(1)〜(4)のいずれかに記載の光電変換材料。
(6) 上記Laが、>CR1a1b(ここで、R1aおよびR1bは、それぞれ独立に、水素原子または炭化水素基を表す)で表される基である、上記(1)〜(5)のいずれかに記載の光電変換材料。
(7) F原子を含まない、上記(1)〜(6)のいずれかに記載の光電変換材料。
(8) ハロゲン原子を含まない、上記(1)〜(7)のいずれかに記載の光電変換材料。
(9) 導電性膜と、上記(1)〜(8)のいずれかに記載の光電変換材料を含有する光電変換膜と、透明導電性膜とをこの順に備える、光電変換素子。
(10) 上記光電変換膜が、さらに有機n型半導体を含む、上記(9)に記載の光電変換素子。
(11) 上記有機n型半導体が、フラーレンおよびその誘導体からなる群より選択されるフラーレン類を含む、上記(10)に記載の光電変換素子。
(12) 上記光電変換材料と上記フラーレン類の合計の含有量に対する上記フラーレン類の含有量(=上記フラーレン類の単層換算での膜厚/(上記光電変換材料の単層換算での膜厚+上記フラーレン類の単層換算での膜厚))が、50体積%以上である、上記(11)に記載の光電変換素子。
(13) 上記導電性膜と上記透明導電性膜との間に電荷ブロッキング層が配置される、上記(9)〜(12)のいずれかに記載の光電変換素子。
(14) 上記電荷ブロッキング層が電子ブロッキング層であり、上記電子ブロッキング層を形成する化合物のイオン化ポテンシャルが5.5eV未満である、上記(13)に記載の光電変換素子。
(15) 上記光電変換膜が、真空蒸着法により成膜されたものである、上記(9)〜(14)のいずれかに記載の光電変換素子。
(16) 光が上記透明導電性膜を介して上記光電変換膜に入射される、上記(9)〜(15)のいずれかに記載の光電変換素子。
(17) 上記透明導電性膜が、透明導電性金属酸化物からなる、上記(9)〜(16)のいずれかに記載の光電変換素子。
(18) 上記(9)〜(17)のいずれかに記載の光電変換素子を含む光センサ。
(19) 上記(9)〜(17)のいずれかに記載の光電変換素子を含む撮像素子。
(20) 上記(9)〜(17)のいずれかに記載の光電変換素子の使用方法であって、
上記導電性膜と上記透明導電性膜とが一対の電極であり、上記一対の電極間に1×10-4〜1×107V/cmの電場を印加させる、光電変換素子の使用方法。
(1) The photoelectric conversion material which is a compound (A) represented by following formula (1).

(In Formula (1), R < 1 > -R < 8 > represents a hydrogen atom or a substituent each independently.
R 9 to R 11 each independently represents a hydrogen atom or a substituent. n represents an integer of 0 or more. R 9 and R 10 , R 9 and R 11 may be bonded to each other to form a ring. When n is 2 or more, a plurality of R 9 s and a plurality of R 10 s may be bonded to each other to form a ring.
Ar 1 and Ar 2 each independently represents an aryl group or a heteroaryl group which may have a substituent. When Ar 1 has a substituent, the substituent that Ar 1 has must not be bonded to R 2 or R 3 . When Ar 2 has a substituent, the substituent that Ar 2 has may be bonded to R 1 or R 8 to form a ring.
La represents a group selected from the group consisting of> CR 1a R 1b ,> NR 1c , an optionally substituted alkenylene group,> SiR 1d R 1e , —O—, and —S—. Here, R 1a , R 1b , R 1c , R 1d and R 1e each independently represent a hydrogen atom or a substituent.
m represents 0 or 1.
Z 1 represents a ring containing at least two carbon atoms and a 5-membered ring, a 6-membered ring, or a condensed ring containing at least one of a 5-membered ring and a 6-membered ring. )
(2) The photoelectric conversion material according to (1), wherein the compound (A) is a compound (a1) represented by the following formula (2).

(In Formula (2), R < 1 > -R < 8 > represents a hydrogen atom or a substituent each independently.
R 9 to R 11 each independently represents a hydrogen atom or a substituent. n represents an integer of 0 or more. R 9 and R 10 , R 9 and R 11 may be bonded to each other to form a ring. When n is 2 or more, a plurality of R 9 s and a plurality of R 10 s may be bonded to each other to form a ring.
Ar 1 and Ar 2 each independently represents an aryl group or a heteroaryl group which may have a substituent. When Ar 1 has a substituent, the substituent that Ar 1 has must not be bonded to R 2 or R 3 . When Ar 2 has a substituent, the substituent that Ar 2 has may be bonded to R 1 or R 8 to form a ring.
La represents a group selected from the group consisting of> CR 1a R 1b ,> NR 1c , an optionally substituted alkenylene group,> SiR 1d R 1e , —O—, and —S—. Here, R 1a , R 1b , R 1c , R 1d and R 1e each independently represent a hydrogen atom or a substituent.
Z 1 represents a ring containing at least two carbon atoms and a 5-membered ring, a 6-membered ring, or a condensed ring containing at least one of a 5-membered ring and a 6-membered ring. )
(3) The photoelectric conversion material according to (1) or (2) above, wherein Z 1 is a ring represented by the following formula (Z1).
(In the formula (Z1), Z 2 represents a ring containing at least 3 carbon atoms and represents a 5-membered ring, a 6-membered ring, or a condensed ring containing at least one of a 5-membered ring and a 6-membered ring. * Represents the bonding position with the carbon atom to which R 11 is bonded.)
(4) The photoelectric conversion material according to any one of (1) to (3), wherein n is 0.
(5) The photoelectric conversion material according to any one of (1) to (4), wherein Ar 1 or Ar 2 is an aryl group which may have a substituent.
(6) The above La is a group represented by> CR 1a R 1b (wherein R 1a and R 1b each independently represents a hydrogen atom or a hydrocarbon group). The photoelectric conversion material according to any one of 5).
(7) The photoelectric conversion material according to any one of (1) to (6), which does not contain an F atom.
(8) The photoelectric conversion material according to any one of (1) to (7), which does not contain a halogen atom.
(9) A photoelectric conversion element comprising a conductive film, a photoelectric conversion film containing the photoelectric conversion material according to any one of (1) to (8), and a transparent conductive film in this order.
(10) The photoelectric conversion element according to (9), wherein the photoelectric conversion film further contains an organic n-type semiconductor.
(11) The photoelectric conversion element according to (10), wherein the organic n-type semiconductor includes fullerenes selected from the group consisting of fullerenes and derivatives thereof.
(12) Content of the fullerenes relative to the total content of the photoelectric conversion material and the fullerenes (= film thickness in terms of a single layer of the fullerenes / (film thickness in terms of a single layer of the photoelectric conversion material) + The film thickness of the fullerenes in terms of a single layer)) is 50% by volume or more.
(13) The photoelectric conversion element according to any one of (9) to (12), wherein a charge blocking layer is disposed between the conductive film and the transparent conductive film.
(14) The photoelectric conversion element according to (13), wherein the charge blocking layer is an electron blocking layer, and an ionization potential of a compound forming the electron blocking layer is less than 5.5 eV.
(15) The photoelectric conversion element according to any one of (9) to (14), wherein the photoelectric conversion film is formed by a vacuum vapor deposition method.
(16) The photoelectric conversion element according to any one of (9) to (15), wherein light is incident on the photoelectric conversion film through the transparent conductive film.
(17) The photoelectric conversion element according to any one of (9) to (16), wherein the transparent conductive film is made of a transparent conductive metal oxide.
(18) An optical sensor including the photoelectric conversion element according to any one of (9) to (17).
(19) An imaging device including the photoelectric conversion device according to any one of (9) to (17).
(20) A method of using the photoelectric conversion element according to any one of (9) to (17) above,
The method for using a photoelectric conversion element, wherein the conductive film and the transparent conductive film are a pair of electrodes, and an electric field of 1 × 10 −4 to 1 × 10 7 V / cm is applied between the pair of electrodes.

以下に示すように、本発明によれば、蒸着安定性に優れ、素子にしたときに応答性および長波領域における光電変換効率(以下、「長波領域における光電変換効率」を単に「光電変換効率」とも言う)に優れる光電変換材料を提供することを目的とする。   As shown below, according to the present invention, the deposition stability is excellent, and when it is made into an element, responsiveness and photoelectric conversion efficiency in the long wave region (hereinafter referred to as “photoelectric conversion efficiency in the long wave region” are simply referred to as “photoelectric conversion efficiency”. Another object is to provide a photoelectric conversion material excellent in the above.

図1(a)および図1(b)は、それぞれ光電変換素子の一実施態様を示す断面模式図である。Fig.1 (a) and FIG.1 (b) are cross-sectional schematic diagrams which respectively show one embodiment of a photoelectric conversion element. 図2は、撮像素子(1画素分)の一実施態様を示す断面模式図である。FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing an embodiment of an image sensor (for one pixel).

[光電変換材料]
本発明の光電変換材料は、後述する式(1)で表される化合物(A)である。本発明の光電変換材料は後述する式(1)で表される特定の構造を有するため、優れた蒸着安定性を示し、また、素子にしたときに優れた応答性および光電変換効率を示すものと考えられる。
[Photoelectric conversion material]
The photoelectric conversion material of this invention is a compound (A) represented by Formula (1) mentioned later. Since the photoelectric conversion material of the present invention has a specific structure represented by the formula (1) described later, it exhibits excellent vapor deposition stability, and also exhibits excellent responsiveness and photoelectric conversion efficiency when formed into an element. it is conceivable that.

その理由は明らかではないが、およそ以下のとおりと推測される。
化合物(A)は、後述する式(1)から分かるように、トリアリールアミンと、Z1で表される環とが連結された構造を有する化合物である。上記トリアリールアミンは電子供与性(ドナー性)を示し、上記Z1で表される環は電子受容性(アクセプター性)を示すため、光吸収により上記化合物の分子内では良好な電荷分離が生じる。
ここで化合物(A)は、後述する式(1)から分かるように、トリアリールアミンのアリール上に1価のアリール基を有する。また、トリアリールアミンが環(後述する式(1)中のLaを含む環)を形成する。そのため、トリアリールアミンを通じて分子間のパッキングが適度に形成され、分解温度(融点)を維持しつつ、蒸着温度が抑えられるものと考えられる。結果、優れた蒸着安定性を示すものと考えられる。このことは、後述する比較例が示すように、トリアリールアミンのアリール上に1価のアリール基を有するがトリアリールアミンが環(後述する式(1)中のLaを含む環)を形成しない場合(比較例1)やトリアリールアミンが環を形成するが、トリアリールアミンのアリール上に1価のアリール基を有さない場合(比較例2、比較例3)には、蒸着安定性が不十分になることからも推測される。
また、化合物(A)は、上述のような構造を有するため、トリアリールアミンの共役が広がるとともに、トリアリールアミンの電子供与性が高まり、結果として、素子にしたときに応答性および長波領域における光電変換効率が優れるものと考えられる。このことは、後述する比較例が示すように、トリアリールアミンが環を形成しない場合(比較例1)には長波領域の光電変換効率が不十分になることや、1価のアリール基の代わりにアルキル基や縮環構造をトリアリールアミンに導入した場合(比較例2、比較例3)には長波領域の光電変換効率には優れるが応答性が不十分になることからも推測される。
The reason is not clear, but it is presumed that it is as follows.
The compound (A) is a compound having a structure in which a triarylamine and a ring represented by Z 1 are linked, as can be seen from the formula (1) described later. Since the triarylamine exhibits an electron donating property (donor property) and the ring represented by Z 1 exhibits an electron accepting property (acceptor property), good charge separation occurs in the molecule of the compound due to light absorption. .
Here, the compound (A) has a monovalent aryl group on the aryl of the triarylamine, as can be seen from the formula (1) described later. Triarylamine forms a ring (a ring containing La in formula (1) described later). Therefore, it is considered that the packing between molecules is appropriately formed through the triarylamine, and the deposition temperature can be suppressed while maintaining the decomposition temperature (melting point). As a result, it is considered that excellent vapor deposition stability is exhibited. This indicates that the triarylamine has a monovalent aryl group on the aryl of the triarylamine, but the triarylamine does not form a ring (a ring containing La in formula (1) described later), as shown in a comparative example described later. In the case (Comparative Example 1) and the triarylamine forms a ring, but the monovalent aryl group is not present on the aryl of the triarylamine (Comparative Example 2 and Comparative Example 3), the deposition stability is high. It is speculated that it will be insufficient.
In addition, since the compound (A) has the structure as described above, the conjugation of triarylamine is broadened, and the electron donating property of triarylamine is increased. It is considered that the photoelectric conversion efficiency is excellent. This indicates that, when the triarylamine does not form a ring (Comparative Example 1), the photoelectric conversion efficiency in the long wave region becomes insufficient or a monovalent aryl group can be used instead, as shown in Comparative Examples described later. In addition, when an alkyl group or a condensed ring structure is introduced into triarylamine (Comparative Example 2 and Comparative Example 3), it is presumed that the photoelectric conversion efficiency in the long wave region is excellent but the responsiveness becomes insufficient.

以下、本発明の光電変換材料について詳述する。
本発明の光電変換材料は、下記式(1)で表される化合物(A)である。
Hereinafter, the photoelectric conversion material of the present invention will be described in detail.
The photoelectric conversion material of the present invention is a compound (A) represented by the following formula (1).

上記式(1)中、R1〜R8は、それぞれ独立に、水素原子または置換基を表す。置換基としては、例えば、後述する置換基Wなどが挙げられる。R1〜R8は、水素原子であることが好ましい。 In said formula (1), R < 1 > -R < 8 > represents a hydrogen atom or a substituent each independently. Examples of the substituent include a substituent W described later. R 1 to R 8 are preferably hydrogen atoms.

上記式(1)中、R9〜R11は、それぞれ独立に、水素原子または置換基を表す。置換基としては、例えば、後述する置換基Wなどが挙げられる。
9またはR10が置換基である場合、炭素数1〜10のアルキル基(特にメチル基、エチル基、プロピル基、i−プロピル基、t−ブチル基)、炭素数2〜10のアルケニル基(特にビニル基、アリル基)、炭素数1〜10のアルコキシ基、または、炭素数1〜10のアルキルチオ基であることが好ましい。
11は、水素原子または炭素数1〜10のアルキル基(特にメチル基、エチル基)であることが好ましい。
上記式(1)中、nは、0以上の整数を表す。なかでも、0〜3であることが好ましく、0であることがより好ましい。
9とR10、R9とR11は、それぞれ互いに結合して環を形成してもよい。nが2以上である場合、複数のR9同士、複数のR10同士は、それぞれ互いに結合して環を形成してもよい。形成される環としては、例えば、後述する環Rなどが挙げられる。
In said formula (1), R < 9 > -R < 11 > represents a hydrogen atom or a substituent each independently. Examples of the substituent include a substituent W described later.
When R 9 or R 10 is a substituent, an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms (particularly a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an i-propyl group, or a t-butyl group), an alkenyl group having 2 to 10 carbon atoms (In particular, a vinyl group or an allyl group), an alkoxy group having 1 to 10 carbon atoms, or an alkylthio group having 1 to 10 carbon atoms is preferable.
R 11 is preferably a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms (particularly a methyl group or an ethyl group).
In the above formula (1), n represents an integer of 0 or more. Especially, it is preferable that it is 0-3, and it is more preferable that it is 0.
R 9 and R 10 , R 9 and R 11 may be bonded to each other to form a ring. When n is 2 or more, a plurality of R 9 s and a plurality of R 10 s may be bonded to each other to form a ring. Examples of the ring formed include a ring R described later.

上記式(1)中、Ar1およびAr2は、それぞれ独立に、置換基を有してもよい、アリール基またはヘテロアリール基を表す。置換基としては、例えば、後述する置換基Wなどが挙げられる。Ar1またはAr2は、置換基を有してもよいアリール基であることが好ましい。
Ar1およびAr2は、蒸着安定性により優れ、また、素子にしたときに応答性がより優れる理由から、置換基を有さないものであることが好ましい。
In the above formula (1), Ar 1 and Ar 2 each independently represents an aryl group or heteroaryl group which may have a substituent. Examples of the substituent include a substituent W described later. Ar 1 or Ar 2 is preferably an aryl group which may have a substituent.
Ar 1 and Ar 2 are preferably those that do not have a substituent because they are more excellent in vapor deposition stability and more responsive when made into an element.

Ar1またはAr2がアリール基である場合、炭素数6〜30のアリール基であることが好ましく、炭素数6〜20のアリール基であることがより好ましい。アリール基を構成する環の具体例としては、ベンゼン環、ナフタレン環、アントラセン環、フェナントレン環、フルオレン環、トリフェニレン環、ナフタセン環、ビフェニル環(2個のフェニル基は任意の連結様式で連結してもよい)、ターフェニル環(3個のベンゼン環は任意の連結様式で連結してもよい)などが挙げられる。 When Ar 1 or Ar 2 is an aryl group, the aryl group is preferably an aryl group having 6 to 30 carbon atoms, and more preferably an aryl group having 6 to 20 carbon atoms. Specific examples of the ring constituting the aryl group include a benzene ring, a naphthalene ring, an anthracene ring, a phenanthrene ring, a fluorene ring, a triphenylene ring, a naphthacene ring, and a biphenyl ring. And a terphenyl ring (the three benzene rings may be connected in any connection manner).

Ar1またはAr2がヘテロアリール基である場合、5員、6員もしくは7員の環またはその縮合環からなるヘテロアリール基であることが好ましい。ヘテロアリール基に含まれるヘテロ原子としては、酸素原子、硫黄原子、窒素原子など挙げられる。ヘテロアリール基を構成する環の具体例としては、フラン環、チオフェン環、ピロール環、ピロリン環、ピロリジン環、オキサゾール環、イソオキサゾール環、チアゾール環、イソチアゾール環、イミダゾール環、イミダゾリン環、イミダゾリジン環、ピラゾール環、ピラゾリン環、ピラゾリジン環、トリアゾール環、フラザン環、テトラゾール環、ピラン環、チイン環、ピリジン環、ピペリジン環、オキサジン環、モルホリン環、チアジン環、ピリダジン環、ピリミジン環、ピラジン環、ピペラジン環、トリアジン環、ベンゾフラン環、イソベンゾフラン環、ベンゾチオフェン環、チエノチオフェン環、インドール環、インドリン環、イソインドール環、ベンゾオキサゾール環、ベンゾチアゾール環、インダゾール環、ベンゾイミダゾール環、キノリン環、イソキノリン環、シンノリン環、フタラジン環、キナゾリン環、キノキサリン環、ジベンゾフラン環、ジベンゾチオフェン環、カルバゾール環、キサンテン環、アクリジン環、フェナントリジン環、フェナントロリン環、フェナジン環、フェノキサジン環、チアントレン環、インドリジン環、キノリジン環、キヌクリジン環、ナフチリジン環、プリン環、プテリジン環などが挙げられる。 When Ar 1 or Ar 2 is a heteroaryl group, it is preferably a heteroaryl group consisting of a 5-membered, 6-membered or 7-membered ring or a condensed ring thereof. Examples of the hetero atom contained in the heteroaryl group include an oxygen atom, a sulfur atom, and a nitrogen atom. Specific examples of the ring constituting the heteroaryl group include a furan ring, a thiophene ring, a pyrrole ring, a pyrroline ring, a pyrrolidine ring, an oxazole ring, an isoxazole ring, a thiazole ring, an isothiazole ring, an imidazole ring, an imidazoline ring, and an imidazolidine. Ring, pyrazole ring, pyrazoline ring, pyrazolidine ring, triazole ring, furazane ring, tetrazole ring, pyran ring, thiine ring, pyridine ring, piperidine ring, oxazine ring, morpholine ring, thiazine ring, pyridazine ring, pyrimidine ring, pyrazine ring, Piperazine ring, triazine ring, benzofuran ring, isobenzofuran ring, benzothiophene ring, thienothiophene ring, indole ring, indoline ring, isoindole ring, benzoxazole ring, benzothiazole ring, indazole ring, benzimidazole Quinoline ring, isoquinoline ring, cinnoline ring, phthalazine ring, quinazoline ring, quinoxaline ring, dibenzofuran ring, dibenzothiophene ring, carbazole ring, xanthene ring, acridine ring, phenanthridine ring, phenanthroline ring, phenazine ring, phenoxazine ring, Examples include thianthrene ring, indolizine ring, quinolidine ring, quinuclidine ring, naphthyridine ring, purine ring, pteridine ring and the like.

Ar1が置換基を有する場合、Ar1が有する置換基は、R2またはR3と結合してはならない。
Ar2が置換基を有する場合、Ar2が有する置換基は、R1またはR8と互いに結合して環を形成してもよい。形成される環としては、例えば、後述する環Rなどが挙げられる。
When Ar 1 has a substituent, the substituent that Ar 1 has must not be bonded to R 2 or R 3 .
When Ar 2 has a substituent, the substituent that Ar 2 has may be bonded to R 1 or R 8 to form a ring. Examples of the ring formed include a ring R described later.

上記式(1)中、Laは、>CR1a1b、>NR1c、置換基を有してもよいアルケニレン基、>SiR1d1e、−O−、および、−S−からなる群より選択される基を表す。ここで、R1a、R1b、R1c、R1dおよびR1eは、それぞれ独立に、水素原子または置換基を表す。置換基としては、例えば、後述する置換基Wなどが挙げられる。なかでも、炭素数1〜10のアルキル基(特にメチル基、エチル基)であることが好ましい。
Laは、>CR1a1b(ここで、R1aおよびR1bは、それぞれ独立に、水素原子または炭化水素基を表す)で表される基であることが好ましい。
上記R1aまたはR1bが炭化水素基である場合の具体例としては、脂肪族炭化水素基、芳香族炭化水素基などが挙げられ、なかでも、脂肪族炭化水素基であることが好ましい。
上記脂肪族炭化水素基は、直鎖状、分岐鎖状、環状のいずれであってもよい。上記脂肪族炭化水素基の具体例としては、直鎖状または分岐状のアルキル基(特に、炭素数1〜20)、直鎖状または分岐状のアルケニル基(特に、炭素数2〜20)、直鎖状または分岐状のアルキニル基(特に、炭素数2〜20)などが挙げられる。
上記芳香族炭化水素基としては、例えば、アリール基、ナフチル基などが挙げられる。上記アリール基としては、例えば、フェニル基、トリル基、キシリル基などの炭素数6〜18のアリール基などが挙げられる。
In the above formula (1), La is> CR 1a R 1b ,> NR 1c , an optionally substituted alkenylene group,> SiR 1d R 1e , —O—, and —S—. Represents a selected group. Here, R 1a , R 1b , R 1c , R 1d and R 1e each independently represent a hydrogen atom or a substituent. Examples of the substituent include a substituent W described later. Especially, it is preferable that it is a C1-C10 alkyl group (especially methyl group, ethyl group).
La is preferably a group represented by> CR 1a R 1b (wherein R 1a and R 1b each independently represents a hydrogen atom or a hydrocarbon group).
Specific examples in the case where R 1a or R 1b is a hydrocarbon group include an aliphatic hydrocarbon group and an aromatic hydrocarbon group. Among them, an aliphatic hydrocarbon group is preferable.
The aliphatic hydrocarbon group may be linear, branched or cyclic. Specific examples of the aliphatic hydrocarbon group include a linear or branched alkyl group (particularly having 1 to 20 carbon atoms), a linear or branched alkenyl group (particularly having 2 to 20 carbon atoms), Examples thereof include a linear or branched alkynyl group (particularly, having 2 to 20 carbon atoms).
Examples of the aromatic hydrocarbon group include an aryl group and a naphthyl group. As said aryl group, C6-C18 aryl groups, such as a phenyl group, a tolyl group, a xylyl group, etc. are mentioned, for example.

上記式(1)中、mは、0または1を表す。なかでも、1であることが好ましい。   In the above formula (1), m represents 0 or 1. Among these, 1 is preferable.

なお、m=1の場合、上記式(1)は、下記式(2)である。   When m = 1, the above formula (1) is the following formula (2).

また、m=0の場合、上記式(1)は、下記式(3)である。   When m = 0, the above formula (1) is the following formula (3).

上記式(1)中、Z1は、少なくとも2つの炭素原子を含む環であって、5員環、6員環、または、5員環および6員環の少なくともいずれかを含む縮合環を表す。
このような環としては、通常メロシアニン色素で酸性核として用いられるものが好ましく、その具体例としては例えば以下のものが挙げられる。
In the above formula (1), Z 1 represents a ring containing at least two carbon atoms and represents a 5-membered ring, a 6-membered ring, or a condensed ring containing at least one of a 5-membered ring and a 6-membered ring. .
As such a ring, what is normally used as an acidic nucleus with a merocyanine dye is preferable, and specific examples thereof include the following.

(a)1,3−ジカルボニル核:例えば、1,3−インダンジオン核、1,3−シクロヘキサンジオン、5,5−ジメチル−1,3−シクロヘキサンジオン、1,3−ジオキサン−4,6−ジオン等。
(b)ピラゾリノン核:例えば、1−フェニル−2−ピラゾリン−5−オン、3−メチル−1−フェニル−2−ピラゾリン−5−オン、1−(2−ベンゾチアゾイル)−3−メチル−2−ピラゾリン−5−オン等。
(c)イソオキサゾリノン核:例えば、3−フェニル−2−イソオキサゾリン−5−オン、3−メチル−2−イソオキサゾリン−5−オン等。
(d)オキシインドール核:例えば、1−アルキル−2,3−ジヒドロ−2−オキシインドール等。
(e)2,4,6−トリケトヘキサヒドロピリミジン核:例えば、バルビツール酸または2−チオバルビツール酸およびその誘導体等。誘導体としては、例えば、1−メチル、1−エチル等の1−アルキル体、1,3−ジメチル、1,3−ジエチル、1,3−ジブチル等の1,3−ジアルキル体、1,3−ジフェニル、1,3−ジ(p−クロロフェニル)、1,3−ジ(p−エトキシカルボニルフェニル)等の1,3−ジアリール体、1−エチル−3−フェニル等の1−アルキル−1−アリール体、1,3−ジ(2―ピリジル)等の1,3位ジヘテロ環置換体等が挙げられる。
(f)2−チオ−2,4−チアゾリジンジオン核:例えば、ローダニンおよびその誘導体等。誘導体としては、例えば、3−メチルローダニン、3−エチルローダニン、3−アリルローダニン等の3−アルキルローダニン、3−フェニルローダニン等の3−アリールローダニン、3−(2−ピリジル)ローダニン等の3位ヘテロ環置換ローダニン等が挙げられる。
(A) 1,3-dicarbonyl nucleus: For example, 1,3-indandione nucleus, 1,3-cyclohexanedione, 5,5-dimethyl-1,3-cyclohexanedione, 1,3-dioxane-4,6 -Dione etc.
(B) pyrazolinone nucleus: for example, 1-phenyl-2-pyrazolin-5-one, 3-methyl-1-phenyl-2-pyrazolin-5-one, 1- (2-benzothiazoyl) -3-methyl- 2-pyrazolin-5-one and the like.
(C) Isoxazolinone nucleus: For example, 3-phenyl-2-isoxazolin-5-one, 3-methyl-2-isoxazolin-5-one and the like.
(D) Oxindole nucleus: For example, 1-alkyl-2,3-dihydro-2-oxindole and the like.
(E) 2,4,6-triketohexahydropyrimidine nucleus: for example, barbituric acid or 2-thiobarbituric acid and its derivatives. Examples of the derivatives include 1-alkyl compounds such as 1-methyl and 1-ethyl, 1,3-dialkyl compounds such as 1,3-dimethyl, 1,3-diethyl and 1,3-dibutyl, 1,3-diaryls such as diphenyl, 1,3-di (p-chlorophenyl), 1,3-di (p-ethoxycarbonylphenyl), 1-alkyl-1-aryls such as 1-ethyl-3-phenyl And 1,3-diheterocyclic substituents such as 1,3-di (2-pyridyl) and the like.
(F) 2-thio-2,4-thiazolidinedione nucleus: for example, rhodanine and derivatives thereof. Examples of the derivatives include 3-alkylrhodanine such as 3-methylrhodanine, 3-ethylrhodanine and 3-allylrhodanine, 3-arylrhodanine such as 3-phenylrhodanine, and 3- (2-pyridyl). ) 3-position heterocyclic substituted rhodanine such as rhodanine.

(g)2−チオ−2,4−オキサゾリジンジオン(2−チオ−2,4−(3H,5H)−オキサゾールジオン核:例えば、3−エチル−2−チオ−2,4−オキサゾリジンジオン等。
(h)チアナフテノン核:例えば、3(2H)−チアナフテノン−1,1−ジオキサイド等。
(i)2−チオ−2,5−チアゾリジンジオン核:例えば、3−エチル−2−チオ−2,5−チアゾリジンジオン等。
(j)2,4−チアゾリジンジオン核:例えば、2,4−チアゾリジンジオン、3−エチル−2,4−チアゾリジンジオン、3−フェニル−2,4−チアゾリジンジオン等。
(k)チアゾリン−4−オン核:例えば、4−チアゾリノン、2−エチル−4−チアゾリノン等。
(l)2,4−イミダゾリジンジオン(ヒダントイン)核:例えば、2,4−イミダゾリジンジオン、3−エチル−2,4−イミダゾリジンジオン等。
(m)2−チオ−2,4−イミダゾリジンジオン(2−チオヒダントイン)核:例えば、2−チオ−2,4−イミダゾリジンジオン、3−エチル−2−チオ−2,4−イミダゾリジンジオン等。
(n)イミダゾリン−5−オン核:例えば、2−プロピルメルカプト−2−イミダゾリン−5−オン等。
(o)3,5−ピラゾリジンジオン核:例えば、1,2−ジフェニル−3,5−ピラゾリジンジオン、1,2−ジメチル−3,5−ピラゾリジンジオン等。
(p)ベンゾチオフェン−3−オン核:例えば、ベンゾチオフェン−3−オン、オキソベンゾチオフェン−3−オン、ジオキソベンゾチオフェンー3−オン等。
(q)インダノン核:例えば、1−インダノン、3−フェニル−1−インダノン、3−メチル−1−インダノン、3,3−ジフェニル−1−インダノン、3,3−ジメチル−1−インダノン等。
(G) 2-thio-2,4-oxazolidinedione (2-thio-2,4- (3H, 5H) -oxazoledione nucleus: for example, 3-ethyl-2-thio-2,4-oxazolidinedione and the like.
(H) Tianaphthenone nucleus: For example, 3 (2H) -thianaphthenone-1,1-dioxide and the like.
(I) 2-thio-2,5-thiazolidinedione nucleus: For example, 3-ethyl-2-thio-2,5-thiazolidinedione and the like.
(J) 2,4-thiazolidinedione nucleus: For example, 2,4-thiazolidinedione, 3-ethyl-2,4-thiazolidinedione, 3-phenyl-2,4-thiazolidinedione and the like.
(K) Thiazolin-4-one nucleus: For example, 4-thiazolinone, 2-ethyl-4-thiazolinone and the like.
(L) 2,4-imidazolidinedione (hydantoin) nucleus: for example, 2,4-imidazolidinedione, 3-ethyl-2,4-imidazolidinedione, etc.
(M) 2-thio-2,4-imidazolidinedione (2-thiohydantoin) nucleus: for example, 2-thio-2,4-imidazolidinedione, 3-ethyl-2-thio-2,4-imidazolidine Zeon etc.
(N) Imidazolin-5-one nucleus: For example, 2-propylmercapto-2-imidazolin-5-one and the like.
(O) 3,5-pyrazolidinedione nucleus: for example, 1,2-diphenyl-3,5-pyrazolidinedione, 1,2-dimethyl-3,5-pyrazolidinedione and the like.
(P) Benzothiophen-3-one nucleus: for example, benzothiophen-3-one, oxobenzothiophen-3-one, dioxobenzothiophen-3-one and the like.
(Q) Indanone nucleus: For example, 1-indanone, 3-phenyl-1-indanone, 3-methyl-1-indanone, 3,3-diphenyl-1-indanone, 3,3-dimethyl-1-indanone and the like.

上記Z1は、置換基を有してもよい。置換基としては、例えば、後述する置換基Wなどが挙げられる。 Z 1 may have a substituent. Examples of the substituent include a substituent W described later.

上記Z1は、感度に優れる理由から、下記式(Z1)で表される基であることが好ましい。
Z 1 is preferably a group represented by the following formula (Z1) for reasons of excellent sensitivity.

式(Z1)中、Z2は、少なくとも3つの炭素原子を含む環であって、5員環、6員環、または、5員環および6員環の少なくともいずれかを含む縮合環を表す。
式(Z1)中、*は、上記R11が結合している炭素原子との結合位置を表す。
In formula (Z1), Z 2 represents a ring containing at least 3 carbon atoms, and represents a 5-membered ring, a 6-membered ring, or a condensed ring containing at least one of a 5-membered ring and a 6-membered ring.
In formula (Z1), * represents a bonding position with the carbon atom to which R 11 is bonded.

化合物(A)は、上記式(2)で表される化合物(a1)であることが好ましい。
化合物(A)は、素子にしたときに光電変換効率がより優れる理由から、F原子(フッ素原子)を含まないものであることが好ましく、ハロゲン原子を含まないものであることがより好ましい。
The compound (A) is preferably the compound (a1) represented by the above formula (2).
The compound (A) preferably does not contain F atoms (fluorine atoms), and more preferably does not contain a halogen atom, because the photoelectric conversion efficiency is more excellent when formed into an element.

(置換基W)
本明細書における置換基Wについて記載する。
置換基Wとしては、例えば、ハロゲン原子、アルキル基(シクロアルキル基、ビシクロアルキル基、トリシクロアルキル基を含む)、アルケニル基(シクロアルケニル基、ビシクロアルケニル基を含む)、アルキニル基、アリール基、複素環基(ヘテロ環基といってもよい)、シアノ基、ヒドロキシ基、ニトロ基、カルボキシ基、アルコキシ基、アリールオキシ基、シリルオキシ基、ヘテロ環オキシ基、アシルオキシ基、カルバモイルオキシ基、アルコキシカルボニルオキシ基、アリールオキシカルボニルオキシ基、アミノ基(アニリノ基を含む)、アンモニオ基、アシルアミノ基、アミノカルボニルアミノ基、アルコキシカルボニルアミノ基、アリールオキシカルボニルアミノ基、スルファモイルアミノ基、アルキルまたはアリールスルホニルアミノ基、メルカプト基、アルキルチオ基、アリールチオ基、ヘテロ環チオ基、スルファモイル基、スルホ基、アルキルまたはアリールスルフィニル基、アルキルまたはアリールスルホニル基、アシル基、アリールオキシカルボニル基、アルコキシカルボニル基、カルバモイル基、アリールまたはヘテロ環アゾ基、イミド基、ホスフィノ基、ホスフィニル基、ホスフィニルオキシ基、ホスフィニルアミノ基、ホスホノ基、シリル基、ヒドラジノ基、ウレイド基、ボロン酸基(−B(OH)2)、ホスファト基(−OPO(OH)2)、スルファト基(−OSO3H)、その他の公知の置換基などが挙げられる。
なお、置換基の詳細については、特開2007-234651号公報の段落[0023]に記載される。
(Substituent W)
It describes about the substituent W in this specification.
Examples of the substituent W include a halogen atom, an alkyl group (including a cycloalkyl group, a bicycloalkyl group, and a tricycloalkyl group), an alkenyl group (including a cycloalkenyl group and a bicycloalkenyl group), an alkynyl group, an aryl group, Heterocyclic group (may be referred to as heterocyclic group), cyano group, hydroxy group, nitro group, carboxy group, alkoxy group, aryloxy group, silyloxy group, heterocyclic oxy group, acyloxy group, carbamoyloxy group, alkoxycarbonyl Oxy group, aryloxycarbonyloxy group, amino group (including anilino group), ammonio group, acylamino group, aminocarbonylamino group, alkoxycarbonylamino group, aryloxycarbonylamino group, sulfamoylamino group, alkyl or arylsulfo Ruamino group, mercapto group, alkylthio group, arylthio group, heterocyclic thio group, sulfamoyl group, sulfo group, alkyl or arylsulfinyl group, alkyl or arylsulfonyl group, acyl group, aryloxycarbonyl group, alkoxycarbonyl group, carbamoyl group, Aryl or heterocyclic azo group, imide group, phosphino group, phosphinyl group, phosphinyloxy group, phosphinylamino group, phosphono group, silyl group, hydrazino group, ureido group, boronic acid group (-B (OH) 2 ), A phosphato group (—OPO (OH) 2 ), a sulfato group (—OSO 3 H), and other known substituents.
Details of the substituent are described in paragraph [0023] of JP-A-2007-234651.

(環R)
本明細書における環Rについて記載する。
環Rとしては、例えば、芳香族炭化水素環、芳香族複素環、非芳香族炭化水素環、非芳香族複素環、またはこれらが組み合わされて形成された多環縮合環などが挙げられる。より具体的には、ベンゼン環、ナフタレン環、アントラセン環、フェナントレン環、フルオレン環、トリフェニレン環、ナフタセン環、ビフェニル環、ピロール環、フラン環、チオフェン環、イミダゾール環、オキサゾール環、チアゾール環、ピリジン環、ピラジン環、ピリミジン環、ピリダジン環、インドリジン環、インドール環、ベンゾフラン環、ベンゾチオフェン環、イソベンゾフラン環、キノリジン環、キノリン環、フタラジン環、ナフチリジン環、キノキサリン環、キノキサゾリン環、イソキノリン環、カルバゾール環、フェナントリジン環、アクリジン環、フェナントロリン環、チアントレン環、クロメン環、キサンテン環、フェノキサチイン環、フェノチアジン環、フェナジン環、シクロペンタン環、シクロヘキサン環、ピロリジン環、ピペリジン環、テトラヒドロフラン環、テトラヒドロピラン環、テトラヒドロチオフェン環、テトラヒドロチオピラン環などが挙げられる。
環Rは上記置換基Wを有してもよい。
(Ring R)
It describes about the ring R in this specification.
Examples of the ring R include an aromatic hydrocarbon ring, an aromatic heterocycle, a non-aromatic hydrocarbon ring, a non-aromatic heterocycle, or a polycyclic fused ring formed by combining these. More specifically, benzene ring, naphthalene ring, anthracene ring, phenanthrene ring, fluorene ring, triphenylene ring, naphthacene ring, biphenyl ring, pyrrole ring, furan ring, thiophene ring, imidazole ring, oxazole ring, thiazole ring, pyridine ring , Pyrazine ring, pyrimidine ring, pyridazine ring, indolizine ring, indole ring, benzofuran ring, benzothiophene ring, isobenzofuran ring, quinolidine ring, quinoline ring, phthalazine ring, naphthyridine ring, quinoxaline ring, quinoxazoline ring, isoquinoline ring, carbazole Ring, phenanthridine ring, acridine ring, phenanthroline ring, thianthrene ring, chromene ring, xanthene ring, phenoxathiin ring, phenothiazine ring, phenazine ring, cyclopentane ring, cyclohexane ring, pyro Jin ring, piperidine ring, a tetrahydrofuran ring, tetrahydropyran ring, a tetrahydrothiophene ring, a tetrahydrothiopyran ring.
The ring R may have the substituent W.

化合物(A)は、公知の方法に従い、一部改変して実施することで製造することができる。以下に、化合物(A)の具体例を示すが、本発明はこれらに限定されるものではない。   Compound (A) can be produced by carrying out a partial modification according to a known method. Although the specific example of a compound (A) is shown below, this invention is not limited to these.

化合物(A)のイオン化ポテンシャル(以下IPと略すことがある)は6.0eV以下であることが好ましく、5.8eV以下がより好ましく、5.6eV以下が特に好ましい。この範囲であれば、電極および他の材料が存在する場合、その材料との電子の授受を小さな電気抵抗で行うために好ましい。IPは理研計器(株)製AC−2を用いて、求めることができる。   The ionization potential (hereinafter sometimes abbreviated as IP) of the compound (A) is preferably 6.0 eV or less, more preferably 5.8 eV or less, and particularly preferably 5.6 eV or less. If it is this range, when an electrode and another material exist, it is preferable in order to perform transfer of the electron with the material with small electrical resistance. IP can be obtained using AC-2 manufactured by Riken Keiki Co., Ltd.

化合物(A)は、紫外可視吸収スペクトルにおいて400nm以上720nm未満に吸収極大を有するものが好ましく、吸収スペクトルのピーク波長(吸収極大波長)は、可視領域の光を幅広く吸収するという観点から450nm以上700nm以下が好ましく、480nm以上700nm以下がより好ましく、510nm以上680nm以下が更に好ましい。
化合物(A)の吸収極大波長は、化合物(A)のクロロホルム溶液を、例えば、島津製作所社製UV−2550を用いて測定することができる。クロロホルム溶液の濃度は5×10-5〜1×10-7mol/lが好ましく、3×10-5〜2×10-6mol/lがより好ましく、2×10-5〜5×10-6mol/lが特に好ましい。
The compound (A) preferably has an absorption maximum at 400 nm or more and less than 720 nm in the UV-visible absorption spectrum, and the peak wavelength (absorption maximum wavelength) of the absorption spectrum is 450 nm or more and 700 nm from the viewpoint of broadly absorbing light in the visible region. The following is preferable, 480 nm to 700 nm is more preferable, and 510 nm to 680 nm is further preferable.
The absorption maximum wavelength of the compound (A) can be measured using a chloroform solution of the compound (A) using, for example, UV-2550 manufactured by Shimadzu Corporation. The concentration of the chloroform solution is preferably 5 × 10 −5 to 1 × 10 −7 mol / l, more preferably 3 × 10 −5 to 2 × 10 −6 mol / l, and 2 × 10 −5 to 5 × 10 −. 6 mol / l is particularly preferred.

化合物(A)は、紫外可視吸収スペクトルにおいて400nm以上720nm未満に吸収極大を有し、その吸収極大波長のモル吸光係数が10000mol-1・l・cm-1以上であるものが好ましい。光電変換膜の膜厚を薄くし、高い電荷捕集効率、高感度特性の素子とするには、モル吸光係数が大きい材料が好ましい。化合物(A)のモル吸光係数としては10000mol-1・l・cm-1以上が好ましく、30000mol-1・l・cm-1以上がより好ましく、50000mol-1・l・cm-1以上が特に好ましい。化合物(A)のモル吸光係数は、クロロホルム溶液で測定したものである。 The compound (A) preferably has an absorption maximum at 400 nm or more and less than 720 nm in the ultraviolet-visible absorption spectrum, and the molar extinction coefficient at the absorption maximum wavelength is 10,000 mol −1 · l · cm −1 or more. In order to reduce the film thickness of the photoelectric conversion film and to obtain an element having high charge collection efficiency and high sensitivity characteristics, a material having a large molar extinction coefficient is preferable. Preferably 10000mol -1 · l · cm -1 or more molar extinction coefficient of the compound (A), more preferably 30000mol -1 · l · cm -1 or more, 50000mol -1 · l · cm -1 or more is particularly preferred . The molar extinction coefficient of compound (A) is measured with a chloroform solution.

化合物(A)は、融点と蒸着温度との差(融点−蒸着温度)が大きいほど蒸着時に分解しにくく、高い温度をかけて蒸着速度を大きくすることができ好ましい。また、融点と蒸着温度の差(融点−蒸着温度)は40℃以上が好ましく、50℃以上がより好ましく、60℃以上が更に好ましい。
また、化合物(A)の融点は240℃以上が好ましく、280℃以上がより好ましく、300℃以上がさらに好ましい。融点が300℃以上であれば蒸着前に融解することが少なく、安定して成膜できることに加え、化合物の分解物が比較的生じにくいため、光電変換性能が低下しにくいため好ましい。
化合物の蒸着温度は、4×10-4Pa以下の真空度でるつぼを加熱し、蒸着速度が2.6Åオングストローム/s(2.6×10-10m/s)に到達した温度とする。
The compound (A) is preferable because the difference between the melting point and the vapor deposition temperature (melting point−vapor deposition temperature) is larger, so that the compound (A) is less likely to be decomposed during vapor deposition, and the vapor deposition rate can be increased by applying a higher temperature. The difference between the melting point and the deposition temperature (melting point−deposition temperature) is preferably 40 ° C. or higher, more preferably 50 ° C. or higher, and still more preferably 60 ° C. or higher.
Moreover, 240 degreeC or more is preferable, as for melting | fusing point of a compound (A), 280 degreeC or more is more preferable, and 300 degreeC or more is further more preferable. A melting point of 300 ° C. or higher is preferable because it hardly melts before vapor deposition and can form a stable film, and a decomposition product of the compound is relatively unlikely to be generated, so that the photoelectric conversion performance is hardly lowered.
The vapor deposition temperature of the compound is such that the crucible is heated at a vacuum of 4 × 10 −4 Pa or less and the vapor deposition rate reaches 2.6 Å / s (2.6 × 10 −10 m / s).

化合物(A)のガラス転移点(Tg)は、95℃以上が好ましく、110℃以上がより好ましく、135℃以上がさらに好ましく、150℃以上が特に好ましく、160℃以上が最も好ましい。   The glass transition point (Tg) of the compound (A) is preferably 95 ° C or higher, more preferably 110 ° C or higher, further preferably 135 ° C or higher, particularly preferably 150 ° C or higher, and most preferably 160 ° C or higher.

化合物(A)の分子量は、300〜1500であることが好ましく、400〜1000であることがより好ましく、500〜900が特に好ましい。   The molecular weight of the compound (A) is preferably 300 to 1500, more preferably 400 to 1000, and particularly preferably 500 to 900.

化合物(A)は、撮像素子、光センサ、または光電池に用いる光電変換膜の材料として特に有用である。なお、通常、化合物(A)は、光電変換膜内で有機p型半導体(化合物)として機能する。また、他の用途として、着色材料、液晶材料、有機半導体材料、有機発光素子材料、電荷輸送材料、医薬材料、蛍光診断薬材料、等としても用いることもできる。   The compound (A) is particularly useful as a material for a photoelectric conversion film used for an image sensor, an optical sensor, or a photovoltaic cell. In general, the compound (A) functions as an organic p-type semiconductor (compound) in the photoelectric conversion film. As other applications, it can also be used as a coloring material, a liquid crystal material, an organic semiconductor material, an organic light emitting device material, a charge transport material, a pharmaceutical material, a fluorescent diagnostic material, and the like.

[光電変換素子]
本発明の光電変換素子は、導電性膜と、上述した本発明の光電変換材料(化合物(A))を含有する光電変換膜と、透明導電性膜とをこの順に備える。
[Photoelectric conversion element]
The photoelectric conversion element of this invention is equipped with a conductive film, the photoelectric conversion film containing the photoelectric conversion material (compound (A)) of this invention mentioned above, and a transparent conductive film in this order.

図1に、本発明の光電変換素子の一実施態様の断面模式図を示す。
図1(a)に示す光電変換素子10aは、下部電極として機能する導電性膜(以下、下部電極とも記す)11と、下部電極11上に形成された電子ブロッキング層16Aと、電子ブロッキング層16A上に形成された光電変換膜12と、上部電極として機能する透明導電性膜(以下、上部電極とも記す)15とがこの順に積層された構成を有する。
図1(b)に別の光電変換素子の構成例を示す。図1(b)に示す光電変換素子10bは、下部電極11上に、電子ブロッキング層16Aと、光電変換膜12と、正孔ブロッキング層16Bと、上部電極15とがこの順に積層された構成を有する。なお、図1(a)、図1(b)中の電子ブロッキング層16A、光電変換膜12、正孔ブロッキング層16Bの積層順は、用途、特性に応じて逆にしても構わない。
In FIG. 1, the cross-sectional schematic diagram of one embodiment of the photoelectric conversion element of this invention is shown.
A photoelectric conversion element 10a shown in FIG. 1A includes a conductive film (hereinafter also referred to as a lower electrode) 11 that functions as a lower electrode, an electron blocking layer 16A formed on the lower electrode 11, and an electron blocking layer 16A. The photoelectric conversion film 12 formed above and a transparent conductive film (hereinafter also referred to as an upper electrode) 15 functioning as an upper electrode are stacked in this order.
FIG. 1B shows a configuration example of another photoelectric conversion element. The photoelectric conversion element 10b shown in FIG. 1B has a configuration in which an electron blocking layer 16A, a photoelectric conversion film 12, a hole blocking layer 16B, and an upper electrode 15 are stacked in this order on a lower electrode 11. Have. Note that the stacking order of the electron blocking layer 16A, the photoelectric conversion film 12, and the hole blocking layer 16B in FIGS. 1A and 1B may be reversed depending on the application and characteristics.

光電変換素子10a(10b)の構成では、透明導電性膜15を介して光電変換膜12に光が入射されることが好ましい。
また、光電変換素子10a(10b)を使用する場合には、電場を印加することができる。この場合、導電性膜11と透明導電性膜15とが一対の電極をなし、この一対の電極間に、1×10-3〜1×107V/cmの電場を印加することが好ましく、1×10-4〜1×107V/cmの電場を印加することがより好ましい。性能および消費電力の観点から、1×10-4〜1×106V/cmの電場を印加することが好ましく、1×10-5〜5×105V/cmの電場を印加することがより好ましい。
なお、電圧印加方法については、図1(a)および(b)において、電子ブロッキング層16A側が陰極であり、光電変換膜12側が陽極となるように印加することが好ましい。光電変換素子10a(10b)を光センサとして使用した場合、また、撮像素子に組み込んだ場合も、同様の方法により電圧の印加を行うことができる。
In the configuration of the photoelectric conversion element 10 a (10 b), it is preferable that light is incident on the photoelectric conversion film 12 through the transparent conductive film 15.
Moreover, when using the photoelectric conversion element 10a (10b), an electric field can be applied. In this case, it is preferable that the conductive film 11 and the transparent conductive film 15 form a pair of electrodes, and an electric field of 1 × 10 −3 to 1 × 10 7 V / cm is applied between the pair of electrodes, It is more preferable to apply an electric field of 1 × 10 −4 to 1 × 10 7 V / cm. From the viewpoint of performance and power consumption, an electric field of 1 × 10 −4 to 1 × 10 6 V / cm is preferably applied, and an electric field of 1 × 10 −5 to 5 × 10 5 V / cm is preferably applied. More preferred.
In addition, about the voltage application method, in FIG. 1 (a) and (b), it is preferable to apply so that the electron blocking layer 16A side may become a cathode and the photoelectric converting film 12 side may become an anode. When the photoelectric conversion element 10a (10b) is used as an optical sensor, or when it is incorporated into an image sensor, voltage can be applied by the same method.

以下に、光電変換素子10a(10b)を構成する各層(光電変換膜、下部電極、上部電極、電子ブロッキング層、正孔ブロッキング層など)の態様について詳述する。
まず、光電変換膜について詳述する。
Below, the aspect of each layer (a photoelectric conversion film, a lower electrode, an upper electrode, an electron blocking layer, a hole blocking layer, etc.) which comprises the photoelectric conversion element 10a (10b) is explained in full detail.
First, the photoelectric conversion film will be described in detail.

<光電変換膜>
光電変換膜は、上述した本発明の光電変換材料(化合物(A))を含有する。
化合物(A)については上述のとおりである。
<Photoelectric conversion film>
The photoelectric conversion film contains the above-described photoelectric conversion material (compound (A)) of the present invention.
The compound (A) is as described above.

(その他材料)
光電変換膜は、さらに有機p型半導体(化合物)または有機n型半導体(化合物)の光電変換材料を含有してもよい。
有機p型半導体(化合物)は、ドナー性有機半導体(化合物)であり、主に正孔輸送性有機化合物に代表され、電子を供与しやすい性質がある有機化合物をいう。さらに詳しくは、2つの有機材料を接触させて用いたときにイオン化ポテンシャルの小さい方の有機化合物をいう。したがって、ドナー性有機化合物は、電子供与性のある有機化合物であればいずれの有機化合物も使用可能である。例えば、トリアリールアミン化合物、ベンジジン化合物、ピラゾリン化合物、スチリルアミン化合物、ヒドラゾン化合物、トリフェニルメタン化合物、カルバゾール化合物等を用いることができる。
(Other materials)
The photoelectric conversion film may further contain an organic p-type semiconductor (compound) or an organic n-type semiconductor (compound) photoelectric conversion material.
The organic p-type semiconductor (compound) is a donor-type organic semiconductor (compound), which is mainly represented by a hole-transporting organic compound and refers to an organic compound having a property of easily donating electrons. More specifically, an organic compound having a smaller ionization potential when two organic materials are used in contact with each other. Therefore, any organic compound can be used as the donor organic compound as long as it is an electron-donating organic compound. For example, a triarylamine compound, a benzidine compound, a pyrazoline compound, a styrylamine compound, a hydrazone compound, a triphenylmethane compound, a carbazole compound, or the like can be used.

有機n型半導体(化合物)とは、アクセプター性有機半導体であり、主に電子輸送性有機化合物に代表され、電子を受容しやすい性質がある有機化合物をいう。更に詳しくは、2つの有機化合物を接触させて用いたときに電子親和力の大きい方の有機化合物をいう。したがって、アクセプター性有機半導体は、電子受容性のある有機化合物であればいずれの有機化合物も使用可能である。好ましくは、フラーレンまたはフラーレン誘導体、縮合芳香族炭素環化合物(ナフタレン誘導体、アントラセン誘導体、フェナントレン誘導体、テトラセン誘導体、ピレン誘導体、ペリレン誘導体、フルオランテン誘導体)、窒素原子、酸素原子、硫黄原子を含有するヘテロ環化合物(例えば、ピリジン、ピラジン、ピリミジン、ピリダジン、トリアジン、キノリン、キノキサリン、キナゾリン、フタラジン、シンノリン、イソキノリン、プテリジン、アクリジン、フェナジン、フェナントロリン、テトラゾール、ピラゾール、イミダゾール、チアゾール、オキサゾール、インダゾール、ベンズイミダゾール、ベンゾトリアゾール、ベンゾオキサゾール、ベンゾチアゾール、カルバゾール、プリン、トリアゾロピリダジン、トリアゾロピリミジン、テトラザインデン、オキサジアゾール、イミダゾピリジン、ピラリジン、ピロロピリジン、チアジアゾロピリジン、ジベンズアゼピン、トリベンズアゼピン等)、ポリアリーレン化合物、フルオレン化合物、シクロペンタジエン化合物、シリル化合物、含窒素ヘテロ環化合物を配位子として有する金属錯体などが挙げられる。   An organic n-type semiconductor (compound) is an acceptor organic semiconductor, and is mainly represented by an electron-transporting organic compound and means an organic compound having a property of easily accepting electrons. More specifically, the organic compound having the higher electron affinity when two organic compounds are used in contact with each other. Therefore, any organic compound can be used as the acceptor organic semiconductor as long as it is an organic compound having an electron accepting property. Preferably, fullerene or fullerene derivatives, condensed aromatic carbocyclic compounds (naphthalene derivatives, anthracene derivatives, phenanthrene derivatives, tetracene derivatives, pyrene derivatives, perylene derivatives, fluoranthene derivatives), heterocycles containing nitrogen atoms, oxygen atoms, sulfur atoms Compounds (e.g. pyridine, pyrazine, pyrimidine, pyridazine, triazine, quinoline, quinoxaline, quinazoline, phthalazine, cinnoline, isoquinoline, pteridine, acridine, phenazine, phenanthroline, tetrazole, pyrazole, imidazole, thiazole, oxazole, indazole, benzimidazole, benzo Triazole, benzoxazole, benzothiazole, carbazole, purine, triazolopyridazine, triazolopyrimimi , Tetrazaindene, oxadiazole, imidazopyridine, pyralidine, pyrrolopyridine, thiadiazolopyridine, dibenzazepine, tribenzazepine) And a metal complex having as a ligand.

上記有機n型半導体(化合物)としては、フラーレンおよびその誘導体からなる群より選択されるフラーレン類が好ましい。フラーレンとは、フラーレンC60、フラーレンC70、フラーレンC76、フラーレンC78、フラーレンC80、フラーレンC82、フラーレンC84、フラーレンC90、フラーレンC96、フラーレンC240、フラーレンC540、ミックスドフラーレンを表し、その誘導体(フラーレン誘導体)とはこれらに置換基が付加された化合物のことを表す。置換基としては、アルキル基、アリール基、または複素環基が好ましい。フラーレン誘導体としては、特開2007−123707号公報に記載の化合物が好ましい。 As the organic n-type semiconductor (compound), fullerenes selected from the group consisting of fullerenes and derivatives thereof are preferable. The fullerene, fullerene C 60, fullerene C 70, fullerene C 76, fullerene C 78, fullerene C 80, fullerene C 82, fullerene C 84, fullerene C 90, fullerene C 96, fullerene C 240, fullerene C 540, mixed Fullerene is represented, and its derivative (fullerene derivative) represents a compound having a substituent added thereto. As the substituent, an alkyl group, an aryl group, or a heterocyclic group is preferable. As a fullerene derivative, the compound as described in Unexamined-Japanese-Patent No. 2007-123707 is preferable.

光電変換膜は、上記化合物(A)と、フラーレンまたはフラーレン誘導体とが混合された状態で形成されるバルクヘテロ構造をなしていることが好ましい。バルクヘテロ構造は光電変換膜内で、有機p型化合物(例えば、化合物(A))と有機n型化合物が混合、分散している膜であり、湿式法、乾式法のいずれでも形成できるが、共蒸着法で形成するものが好ましい。へテロ接合構造を含有させることにより、光電変換膜のキャリア拡散長が短いという欠点を補い、光電変換膜の光電変換効率を向上させることができる。なお、バルクへテロ接合構造については、特開2005−303266号公報の[0013]〜[0014]等において詳細に説明されている。   The photoelectric conversion film preferably has a bulk heterostructure formed by mixing the compound (A) and fullerene or a fullerene derivative. A bulk heterostructure is a film in which an organic p-type compound (for example, compound (A)) and an organic n-type compound are mixed and dispersed in a photoelectric conversion film, and can be formed by either a wet method or a dry method. Those formed by vapor deposition are preferred. By including the heterojunction structure, it is possible to make up for the disadvantage that the carrier diffusion length of the photoelectric conversion film is short, and to improve the photoelectric conversion efficiency of the photoelectric conversion film. The bulk heterojunction structure is described in detail in JP-A-2005-303266, [0013] to [0014].

光電変換素子の感度の観点から、本発明の光電変換材料(化合物(A))とフラーレン類の合計の含有量に対するフラーレン類の含有量(=フラーレン類の単層換算での膜厚/(本発明の光電変換材料(化合物(A))の単層換算での膜厚+フラーレン類の単層換算での膜厚))が、50体積%以上であるであることが好ましく、60体積%以上であることがより好ましい。上限は特に制限されないが、90体積%以下であることが好ましく、80体積%以下であることがより好ましい。   From the viewpoint of the sensitivity of the photoelectric conversion element, the content of fullerenes with respect to the total content of the photoelectric conversion material (compound (A)) and fullerenes of the present invention (= film thickness in terms of a single layer of fullerenes / (this The photoelectric conversion material of the invention (film thickness in terms of a single layer of compound (A) + film thickness in terms of a single layer of fullerenes)) is preferably 50% by volume or more, and 60% by volume or more. It is more preferable that The upper limit is not particularly limited, but is preferably 90% by volume or less, and more preferably 80% by volume or less.

本発明の化合物(A)が含まれる光電変換膜(なお、有機n型化合物が混合されていてもよい)は非発光性膜であり、有機電界発光素子(OLED)とは異なる特徴を有する。非発光性膜とは発光量子効率が1%以下の膜の場合であり、0.5%以下であることがより好ましく、0.1%以下であることが更に好ましい。   The photoelectric conversion film (in which an organic n-type compound may be mixed) containing the compound (A) of the present invention is a non-light-emitting film and has characteristics different from those of an organic electroluminescent element (OLED). The non-light-emitting film is a film having an emission quantum efficiency of 1% or less, more preferably 0.5% or less, and still more preferably 0.1% or less.

(成膜方法)
光電変換膜12は、乾式成膜法または湿式成膜法により成膜することができる。乾式成膜法の具体例としては、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法,MBE法等の物理気相成長法、または、プラズマ重合等のCVD法が挙げられる。湿式成膜法としては、キャスト法、スピンコート法、ディッピング法、LB法等が用いられる。好ましくは乾式成膜法であり、真空蒸着法がより好ましい。真空蒸着法により成膜する場合、真空度、蒸着温度等の製造条件は常法に従って設定することができる。
(Film formation method)
The photoelectric conversion film 12 can be formed by a dry film formation method or a wet film formation method. Specific examples of the dry film forming method include a physical vapor deposition method such as a vacuum deposition method, a sputtering method, an ion plating method, and an MBE method, or a CVD method such as plasma polymerization. As the wet film forming method, a casting method, a spin coating method, a dipping method, an LB method, or the like is used. A dry film forming method is preferable, and a vacuum evaporation method is more preferable. When forming a film by a vacuum evaporation method, manufacturing conditions such as the degree of vacuum and the evaporation temperature can be set according to a conventional method.

光電変換膜12の厚みは、10nm以上1000nm以下が好ましく、50nm以上800nm以下がより好ましく、100nm以上500nm以下が特に好ましい。10nm以上とすることにより、好適な暗電流抑制効果が得られ、1000nm以下とすることにより、より好適な光電変換効率が得られる。   The thickness of the photoelectric conversion film 12 is preferably 10 nm to 1000 nm, more preferably 50 nm to 800 nm, and particularly preferably 100 nm to 500 nm. By setting the thickness to 10 nm or more, a suitable dark current suppressing effect can be obtained, and by setting the thickness to 1000 nm or less, more preferable photoelectric conversion efficiency can be obtained.

<電極>
電極(上部電極(透明導電性膜)15と下部電極(導電性膜)11)は、導電性材料から構成される。導電性材料としては、金属、合金、金属酸化物、電気伝導性化合物、またはこれらの混合物などを用いることができる。
上部電極15から光が入射されるため、上部電極15は検知したい光に対し十分透明であることが必要である。具体的には、アンチモンやフッ素等をドープした酸化錫(ATO、FTO)、酸化錫、酸化亜鉛、酸化インジウム、酸化インジウム錫(ITO)、酸化亜鉛インジウム(IZO)等の導電性金属酸化物、金、銀、クロム、ニッケル等の金属薄膜、更にこれらの金属と導電性金属酸化物との混合物または積層物、ヨウ化銅、硫化銅などの無機導電性物質、ポリアニリン、ポリチオフェン、ポリピロールなどの有機導電性材料、およびこれらとITOとの積層物などが挙げられる。この中で好ましいのは、高導電性、透明性等の点から、透明導電性金属酸化物である。
<Electrode>
The electrodes (upper electrode (transparent conductive film) 15 and lower electrode (conductive film) 11) are made of a conductive material. As the conductive material, a metal, an alloy, a metal oxide, an electrically conductive compound, or a mixture thereof can be used.
Since light is incident from the upper electrode 15, the upper electrode 15 needs to be sufficiently transparent to the light to be detected. Specifically, conductive metal oxides such as tin oxide (ATO, FTO) doped with antimony or fluorine, tin oxide, zinc oxide, indium oxide, indium tin oxide (ITO), indium zinc oxide (IZO), Metal thin films such as gold, silver, chromium, nickel, etc., and mixtures or laminates of these metals and conductive metal oxides, inorganic conductive materials such as copper iodide and copper sulfide, organics such as polyaniline, polythiophene, and polypyrrole Examples thereof include conductive materials and laminates of these with ITO. Among these, a transparent conductive metal oxide is preferable from the viewpoint of high conductivity and transparency.

TCOなどの透明導電膜を上部電極15とした場合、DCショート、あるいはリーク電流増大が生じる場合がある。この原因の一つは、光電変換膜12に導入される微細なクラックがTCOなどの緻密な膜によってカバレッジされ、反対側の下部電極11との間の導通が増すためと考えられる。そのため、アルミなど膜質が比較的劣る電極の場合、リーク電流の増大は生じにくい。上部電極15の膜厚を、光電変換膜12の膜厚(すなわち、クラックの深さ)に対して制御することにより、リーク電流の増大を大きく抑制できる。上部電極15の厚みは、光電変換膜12厚みの1/5以下、好ましくは1/10以下であるようにすることが望ましい。   When a transparent conductive film such as TCO is used as the upper electrode 15, a DC short circuit or an increase in leakage current may occur. One reason for this is considered to be that fine cracks introduced into the photoelectric conversion film 12 are covered by a dense film such as TCO, and conduction with the lower electrode 11 on the opposite side is increased. Therefore, in the case of an electrode having a relatively poor film quality such as aluminum, an increase in leakage current is unlikely to occur. By controlling the film thickness of the upper electrode 15 with respect to the film thickness of the photoelectric conversion film 12 (that is, the crack depth), an increase in leakage current can be largely suppressed. The thickness of the upper electrode 15 is desirably 1/5 or less, preferably 1/10 or less of the thickness of the photoelectric conversion film 12.

通常、導電性膜をある範囲より薄くすると、急激な抵抗値の増加をもたらすが、本実施形態に係る光電変換素子を組み込んだ固体撮像素子では、シート抵抗は、好ましくは100〜10000Ω/□でよく、薄膜化できる膜厚の範囲の自由度は大きい。また、上部電極(透明導電性膜)15は厚みが薄いほど吸収する光の量は少なくなり、一般に光透過率が増す。光透過率の増加は、光電変換膜12での光吸収を増大させ、光電変換能を増大させるため、非常に好ましい。薄膜化に伴う、リーク電流の抑制、薄膜の抵抗値の増大、透過率の増加を考慮すると、上部電極15の膜厚は、5〜100nmであることが好ましく、更に好ましくは5〜20nmであることが望ましい。   Usually, when the conductive film is made thinner than a certain range, a rapid increase in resistance value is caused. However, in the solid-state imaging device incorporating the photoelectric conversion element according to the present embodiment, the sheet resistance is preferably 100 to 10,000 Ω / □. Well, there is a large degree of freedom in the range of film thickness that can be made thin. Further, as the thickness of the upper electrode (transparent conductive film) 15 decreases, the amount of light absorbed decreases, and the light transmittance generally increases. An increase in light transmittance is very preferable because it increases the light absorption in the photoelectric conversion film 12 and increases the photoelectric conversion ability. Considering the suppression of leakage current, the increase in the resistance value of the thin film, and the increase in transmittance due to the thinning, the thickness of the upper electrode 15 is preferably 5 to 100 nm, more preferably 5 to 20 nm. It is desirable.

下部電極11は、用途に応じて、透明性を持たせる場合と、逆に透明を持たせず光を反射させるような材料を用いる場合等がある。具体的には、アンチモンやフッ素等をドープした酸化錫(ATO、FTO)、酸化錫、酸化亜鉛、酸化インジウム、酸化インジウム錫(ITO)、酸化亜鉛インジウム(IZO)等の導電性金属酸化物、金、銀、クロム、ニッケル、チタン、タングステン、アルミ等の金属およびこれらの金属の酸化物や窒化物などの導電性化合物(一例として窒化チタン(TiN)を挙げる)、更にこれらの金属と導電性金属酸化物との混合物または積層物、ヨウ化銅、硫化銅などの無機導電性物質、ポリアニリン、ポリチオフェン、ポリピロールなどの有機導電性材料、およびこれらとITOまたは窒化チタンとの積層物などが挙げられる。   Depending on the application, the lower electrode 11 may have transparency, or conversely, may use a material that does not have transparency and reflects light. Specifically, conductive metal oxides such as tin oxide (ATO, FTO) doped with antimony or fluorine, tin oxide, zinc oxide, indium oxide, indium tin oxide (ITO), indium zinc oxide (IZO), Metals such as gold, silver, chromium, nickel, titanium, tungsten, and aluminum, and conductive compounds such as oxides and nitrides of these metals (for example, titanium nitride (TiN)), and these metals and conductivity Examples include mixtures or laminates with metal oxides, inorganic conductive materials such as copper iodide and copper sulfide, organic conductive materials such as polyaniline, polythiophene, and polypyrrole, and laminates of these with ITO or titanium nitride. .

電極を形成する方法は特に限定されず、電極材料との適正を考慮して適宜選択することができる。具体的には、印刷方式、コーティング方式等の湿式方式、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法等の物理的方式、CVD、プラズマCVD法等の化学的方式等により形成することができる。
電極の材料がITOの場合、電子ビーム法、スパッタリング法、抵抗加熱蒸着法、化学反応法(ゾル−ゲル法など)、酸化インジウムスズの分散物の塗布などの方法で形成することができる。更に、ITOを用いて作製された膜に、UV−オゾン処理、プラズマ処理などを施すことができる。電極の材料がTiNの場合、反応性スパッタリング法をはじめとする各種の方法が用いられ、更にUV−オゾン処理、プラズマ処理などを施すことができる。
The method for forming the electrode is not particularly limited, and can be appropriately selected in consideration of suitability with the electrode material. Specifically, it can be formed by a wet method such as a printing method or a coating method, a physical method such as a vacuum deposition method, a sputtering method, or an ion plating method, or a chemical method such as CVD or plasma CVD method.
When the material of the electrode is ITO, it can be formed by a method such as an electron beam method, a sputtering method, a resistance heating vapor deposition method, a chemical reaction method (such as a sol-gel method), or a dispersion of indium tin oxide. Furthermore, UV-ozone treatment, plasma treatment, or the like can be performed on a film formed using ITO. When the electrode material is TiN, various methods including a reactive sputtering method can be used, and further UV-ozone treatment, plasma treatment, and the like can be performed.

<電荷ブロッキング層:電子ブロッキング層、正孔ブロッキング層>
本発明の光電変換素子は、電荷ブロッキング層を有していてもよい。該層を有することにより、得られる光電変換素子の特性(光電変換効率、応答速度など)がより優れる。なお、電荷ブロッキング層は、導電性膜と透明導電性膜との間に配置されるのが好ましい。
電荷ブロッキング層としては、電子ブロッキング層と正孔ブロッキング層とが挙げられる。以下に、それぞれの層について詳述する。
<Charge blocking layer: electron blocking layer, hole blocking layer>
The photoelectric conversion element of the present invention may have a charge blocking layer. By having this layer, the characteristics (photoelectric conversion efficiency, response speed, etc.) of the obtained photoelectric conversion element are more excellent. The charge blocking layer is preferably disposed between the conductive film and the transparent conductive film.
Examples of the charge blocking layer include an electron blocking layer and a hole blocking layer. Below, each layer is explained in full detail.

(電子ブロッキング層)
電子ブロッキング層には、電子供与性有機材料を用いることができる。具体的には、低分子材料では、N,N’−ビス(3−メチルフェニル)−(1,1’−ビフェニル)−4,4’−ジアミン(TPD)や4,4’−ビス[N−(ナフチル)−N−フェニル−アミノ]ビフェニル(α−NPD)等の芳香族ジアミン化合物、オキサゾール、オキサジアゾール、トリアゾール、イミダゾール、イミダゾロン、スチルベン誘導体、ピラゾリン誘導体、テトラヒドロイミダゾール、ポリアリールアルカン、ブタジエン、4,4’,4”トリス(N−(3−メチルフェニル)N−フェニルアミノ)トリフェニルアミン(m−MTDATA)、ポルフィリン、テトラフェニルポルフィリン銅、フタロシアニン、銅フタロシアニン、チタニウムフタロシアニンオキサイド等のポルフィリン化合物、トリアゾール誘導体、オキサジザゾール誘導体、イミダゾール誘導体、ポリアリールアルカン誘導体、ピラゾリン誘導体、ピラゾロン誘導体、フェニレンジアミン誘導体、アリールアミン誘導体、アミノ置換カルコン誘導体、オキサゾール誘導体、スチリルアントラセン誘導体、フルオレノン誘導体、ヒドラゾン誘導体、シラザン誘導体などを用いることができ、高分子材料では、フェニレンビニレン、フルオレン、カルバゾール、インドール、ピレン、ピロール、ピコリン、チオフェン、アセチレン、ジアセチレン等の重合体や、その誘導体を用いることができる。電子供与性化合物でなくとも、十分なホール輸送性を有する化合物であれば用いることは可能である。具体的には特開2008−72090号公報の[0083]〜[0089]に記載の化合物が好ましい。
(Electronic blocking layer)
An electron donating organic material can be used for the electron blocking layer. Specifically, for low molecular weight materials, N, N′-bis (3-methylphenyl)-(1,1′-biphenyl) -4,4′-diamine (TPD) or 4,4′-bis [N Aromatic diamine compounds such as-(naphthyl) -N-phenyl-amino] biphenyl (α-NPD), oxazole, oxadiazole, triazole, imidazole, imidazolone, stilbene derivative, pyrazoline derivative, tetrahydroimidazole, polyarylalkane, butadiene 4,4 ′, 4 ″ tris (N- (3-methylphenyl) N-phenylamino) triphenylamine (m-MTDATA), porphyrin, tetraphenylporphyrin copper, phthalocyanine, copper phthalocyanine, titanium phthalocyanine oxide, etc. Compounds, triazole derivatives, oxazizazole derivatives, Midazole derivatives, polyarylalkane derivatives, pyrazoline derivatives, pyrazolone derivatives, phenylenediamine derivatives, arylamine derivatives, amino-substituted chalcone derivatives, oxazole derivatives, styrylanthracene derivatives, fluorenone derivatives, hydrazone derivatives, silazane derivatives, etc. can be used. As the molecular material, polymers such as phenylene vinylene, fluorene, carbazole, indole, pyrene, pyrrole, picoline, thiophene, acetylene, diacetylene, and derivatives thereof can be used. Any compound having transportability can be used, and specifically, compounds described in [0083] to [0089] of JP-A-2008-72090 are preferred.

電子ブロッキング層を形成する化合物の好適な態様としては、例えば、下記一般式(F−1)で表される化合物が挙げられる。該化合物を使用することにより、得られる光電変換膜の応答速度がより優れると共に、各製造ロッド間の応答速度のばらつきがより抑制される。   As a suitable aspect of the compound which forms an electron blocking layer, the compound represented by the following general formula (F-1) is mentioned, for example. By using this compound, the response speed of the obtained photoelectric conversion film is more excellent, and variations in the response speed between the manufacturing rods are further suppressed.

(一般式(F−1)中、R”11〜R”18、R’11〜R’18はそれぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、アルコキシ基、アリール基、複素環基、水酸基、アミノ基、またはメルカプト基を表し、これらは更に置換基を有していてもよい。R”15〜R”18中のいずれか一つは、R’15〜R’18中のいずれか一つと連結し、単結合を形成する。A11およびA12はそれぞれ独立に下記一般式(A−1)で表される基を表し、R”11〜R”14、およびR’11〜R’14中のいずれか一つとして置換する。Yはそれぞれ独立に炭素原子、窒素原子、酸素原子、硫黄原子、またはケイ素原子を表し、これらは更に置換基を有していてもよい。) (In General Formula (F-1), R ″ 11 to R ″ 18 and R ′ 11 to R ′ 18 are each independently a hydrogen atom, a halogen atom, an alkyl group, an alkoxy group, an aryl group, a heterocyclic group, or a hydroxyl group. , An amino group, or a mercapto group, which may further have a substituent. Any one of R ″ 15 to R ″ 18 is any one of R ′ 15 to R ′ 18. A 11 and A 12 each independently represents a group represented by the following general formula (A-1), R ″ 11 to R ″ 14 , and R ′ 11 to R ′. And substituted as any one of 14. Each Y independently represents a carbon atom, a nitrogen atom, an oxygen atom, a sulfur atom, or a silicon atom, and these may further have a substituent.

(一般式(A−1)中、Ra1〜Ra8は、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、アルコキシ基、アリール基、または複素環基を表し、これらは更に置換基を有していてもよい。*は結合位置を表す。Xaは、単結合、酸素原子、硫黄原子、アルキレン基、シリレン基、アルケニレン基、シクロアルキレン基、シクロアルケニレン基、アリーレン基、2価の複素環基、またはイミノ基を表し、これらは更に置換基を有していてもよい。S11はそれぞれ独立に下記置換基(S11)を示し、Ra1〜Ra8中のいずれかひとつとして置換する。n’は0〜4の整数を表す。) (In general formula (A-1), Ra 1 to Ra 8 each independently represents a hydrogen atom, a halogen atom, an alkyl group, an alkoxy group, an aryl group, or a heterocyclic group, and these further have a substituent. * Represents a bonding position, and Xa is a single bond, oxygen atom, sulfur atom, alkylene group, silylene group, alkenylene group, cycloalkylene group, cycloalkenylene group, arylene group, divalent heterocyclic ring. A group, or an imino group, which may further have a substituent, each of S 11 independently represents the following substituent (S 11 ), and is substituted as any one of Ra 1 to Ra 8 ; N ′ represents an integer of 0 to 4.)

(R’1〜R’3はそれぞれ独立に、水素原子またはアルキル基を表す。) (R ′ 1 to R ′ 3 each independently represents a hydrogen atom or an alkyl group.)

一般式(F−1)中、R”11〜R”18、R’11〜R’18はそれぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、アルコキシ基、アリール基、複素環基、水酸基、アミノ基、またはメルカプト基を表し、これらは更に置換基を有していてもよい。更なる置換基の具体例は上述した置換基Wが挙げられ、好ましくはハロゲン原子、アルキル基、アルコキシ基、アリール基、複素環基、水酸基、アミノ基、またはメルカプト基であり、より好ましくはハロゲン原子、アルキル基、アリール基、または複素環基であり、更に好ましくはフッ素原子、アルキル基、またはアリール基であり、特に好ましくはアルキル基、アリール基であり、最も好ましくはアルキル基である。
R”11〜R”18、R’11〜R’18として好ましくは、水素原子、置換基を有していてもよいアルキル基、アリール基、または複素環基であり、より好ましくは、水素原子、置換基を有していてもよい炭素数1〜18のアルキル基、炭素数6〜18のアリール基、または炭素数4〜16の複素環基である。中でも一般式(A−1)で表される置換基がR”12およびR’12にそれぞれ独立に置換することが好ましく、一般式(A−1)で表される置換基がR”12およびR’12にそれぞれ独立に置換し、R”11、R”13〜R”18、R’11、R’13〜R’18が水素原子、置換基を有していてもよい炭素数1〜18のアルキル基であることがより好ましく、特に好ましくは一般式(A−1)で表される置換基がR”12およびR’12にそれぞれ独立に置換し、R”11、R”13〜R”18、R’11、R’13〜R’18が水素原子である。
In general formula (F-1), R ″ 11 to R ″ 18 and R ′ 11 to R ′ 18 are each independently a hydrogen atom, a halogen atom, an alkyl group, an alkoxy group, an aryl group, a heterocyclic group, a hydroxyl group, It represents an amino group or a mercapto group, and these may further have a substituent. Specific examples of the further substituent include the substituent W described above, preferably a halogen atom, an alkyl group, an alkoxy group, an aryl group, a heterocyclic group, a hydroxyl group, an amino group, or a mercapto group, more preferably a halogen atom. An atom, an alkyl group, an aryl group, or a heterocyclic group, more preferably a fluorine atom, an alkyl group, or an aryl group, particularly preferably an alkyl group or an aryl group, and most preferably an alkyl group.
R ″ 11 to R ″ 18 and R ′ 11 to R ′ 18 are preferably a hydrogen atom, an alkyl group which may have a substituent, an aryl group, or a heterocyclic group, more preferably a hydrogen atom. , An optionally substituted alkyl group having 1 to 18 carbon atoms, an aryl group having 6 to 18 carbon atoms, or a heterocyclic group having 4 to 16 carbon atoms. Among them, it is preferable that the substituent represented by the general formula (A-1) is independently substituted with R ″ 12 and R ′ 12 , and the substituent represented by the general formula (A-1) is R ″ 12 and R ′ 12 is each independently substituted, and R ″ 11, R ″ 13 to R ″ 18 , R ′ 11, and R ′ 13 to R ′ 18 each have a hydrogen atom and optionally have 1 to 1 carbon atoms. More preferably, the substituent represented by formula (A-1) is each independently substituted with R ″ 12 and R ′ 12 , and R ″ 11, R ″ 13- R ″ 18 , R ′ 11 and R ′ 13 to R ′ 18 are hydrogen atoms.

Yはそれぞれ独立に炭素原子、窒素原子、酸素原子、硫黄原子、またはケイ素原子を表し、これらは更に置換基を有していてもよい。すなわち、Yは炭素原子、窒素原子、酸素原子、硫黄原子、またはケイ素原子からなる二価の連結基を表す。このうち−C(R’21)(R’22)−、−Si(R’23)(R’24)−、−N(R’20)−、が好ましく、−C(R’21)(R’22)−、−N(R’20)−、がより好ましく、−C(R’21)(R’22)−が特に好ましい。
R’20〜R’24は、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、置換基を有していてもよいアルキル基、アリール基、複素環基、水酸基、アミノ基、またはメルカプト基を表す。その更なる置換基の具体例は上述した置換基Wが挙げられる。R’20〜R’24として好ましくは水素原子、置換基を有していてもよいアルキル基、アリール基、または複素環基であり、より好ましくは、水素原子、置換基を有していてもよい炭素数1〜18のアルキル基、炭素数6〜18のアリール基、または炭素数4〜16の複素環基であり、更に好ましくは水素原子、または置換基を有していてもよい炭素数1〜18のアルキル基であり、特に好ましくは炭素数1〜18のアルキル基である。
Y independently represents a carbon atom, a nitrogen atom, an oxygen atom, a sulfur atom, or a silicon atom, and these may further have a substituent. That is, Y represents a divalent linking group composed of a carbon atom, a nitrogen atom, an oxygen atom, a sulfur atom, or a silicon atom. Among -C (R '21) (R ' 22) -, - Si (R '23) (R' 24) -, - N (R '20) -, preferably, -C (R' 21) ( R ′ 22 ) — and —N (R ′ 20 ) — are more preferable, and —C (R ′ 21 ) (R ′ 22 ) — is particularly preferable.
R ′ 20 to R ′ 24 each independently represents a hydrogen atom, a halogen atom, an optionally substituted alkyl group, an aryl group, a heterocyclic group, a hydroxyl group, an amino group, or a mercapto group. Specific examples of the further substituent include the substituent W described above. R ′ 20 to R ′ 24 are preferably a hydrogen atom, an alkyl group which may have a substituent, an aryl group, or a heterocyclic group, more preferably a hydrogen atom or a substituent. A good alkyl group having 1 to 18 carbon atoms, an aryl group having 6 to 18 carbon atoms, or a heterocyclic group having 4 to 16 carbon atoms, more preferably a hydrogen atom or an optionally substituted carbon number. It is a C1-C18 alkyl group, Most preferably, it is a C1-C18 alkyl group.

一般式(A−1)におけるRa1〜Ra8は、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、置換基を有していてもよいアルキル基、アリール基、複素環基、水酸基、アミノ基、またはメルカプト基を表す。その更なる置換基の具体例は上述した置換基Wが挙げられる。また、これらの置換基は複数が互いに結合して環を形成していてもよい。 Ra 1 to Ra 8 in the general formula (A-1) are each independently a hydrogen atom, a halogen atom, an optionally substituted alkyl group, an aryl group, a heterocyclic group, a hydroxyl group, an amino group, or Represents a mercapto group. Specific examples of the further substituent include the substituent W described above. In addition, a plurality of these substituents may be bonded to each other to form a ring.

Ra1〜Ra8として好ましくは水素原子、ハロゲン原子、炭素数1〜18のアルキル基、炭素数6〜18のアリール基、または炭素数4〜16の複素環基が好ましく、水素原子、炭素数1〜12のアルキル基、または炭素数6〜14のアリール基がより好ましく、水素原子、炭素数1〜6のアルキル基、または炭素数6〜10のアリール基が更に好ましい。アルキル基は分岐を有するものであってもよい。
好ましい具体例としては、水素原子、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ヘキシル基、シクロヘキシル基、フェニル基、またはナフチル基が挙げられる。
また、Ra3およびRa6が水素原子または炭素数1〜6のアルキル基であり、かつRa1、Ra2、Ra4、Ra5、Ra7、Ra8は、水素原子である場合が特に好ましい。
Ra 1 to Ra 8 are preferably a hydrogen atom, a halogen atom, an alkyl group having 1 to 18 carbon atoms, an aryl group having 6 to 18 carbon atoms, or a heterocyclic group having 4 to 16 carbon atoms, and preferably a hydrogen atom or carbon number. An alkyl group having 1 to 12 carbon atoms or an aryl group having 6 to 14 carbon atoms is more preferable, and a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, or an aryl group having 6 to 10 carbon atoms is still more preferable. The alkyl group may be branched.
Preferable specific examples include a hydrogen atom, a methyl group, an ethyl group, a propyl group, a butyl group, a hexyl group, a cyclohexyl group, a phenyl group, or a naphthyl group.
Further, it is particularly preferable that Ra 3 and Ra 6 are a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, and Ra 1 , Ra 2 , Ra 4 , Ra 5 , Ra 7 and Ra 8 are a hydrogen atom. .

Xaは、単結合、酸素原子、硫黄原子、アルキレン基、シリレン基、アルケニレン基、シクロアルキレン基、シクロアルケニレン基、アリーレン基、2価の複素環基、またはイミノ基を表し、これらは更に置換基を有していてもよい。
Xaは、単結合、炭素数1〜13のアルキレン基、炭素数2〜12のアルケニレン基、炭素数6〜14のアリーレン基、炭素数4〜13の複素環基、酸素原子、硫黄原子、炭素数1〜12の炭化水素基(好ましくはアリール基またはアルキル基)を有するイミノ基(例えばフェニルイミノ基、メチルイミノ基、t−ブチルイミノ基)、またはシリレン基が好ましく、単結合、酸素原子、炭素数1〜6のアルキレン基(例えばメチレン基、1,2−エチレン基、1,1−ジメチルメチレン基)、炭素数2のアルケニレン基(例えば−CH2=CH2−)、炭素数6〜10のアリーレン基(例えば1,2−フェニレン基、2,3−ナフチレン基)、またはシリレン基がより好ましく、単結合、酸素原子、炭素数1〜6のアルキレン基(例えばメチレン基、1,2−エチレン基、1,1−ジメチルメチレン基)が更に好ましい。これらの置換基に更に上述した置換基Wを有していてもよい。
一般式(A−1)で表される基の具体例としては、下記N1〜N11で例示される基が挙げられる。但し、これらに限定されない。一般式(A−1)で表される基として好ましくはN−1〜N−7であり、N−1〜N−6がより好ましく、N−1〜N−3がより好ましく、N−1〜N−2が特に好ましく、N−1が最も好ましい。
Xa represents a single bond, an oxygen atom, a sulfur atom, an alkylene group, a silylene group, an alkenylene group, a cycloalkylene group, a cycloalkenylene group, an arylene group, a divalent heterocyclic group, or an imino group, and these further represent a substituent. You may have.
Xa is a single bond, an alkylene group having 1 to 13 carbon atoms, an alkenylene group having 2 to 12 carbon atoms, an arylene group having 6 to 14 carbon atoms, a heterocyclic group having 4 to 13 carbon atoms, an oxygen atom, a sulfur atom, carbon An imino group (for example, phenylimino group, methylimino group, t-butylimino group) having 1 to 12 hydrocarbon groups (preferably an aryl group or an alkyl group) or a silylene group is preferable, and a single bond, an oxygen atom, or a carbon number 1 to 6 alkylene groups (for example, methylene group, 1,2-ethylene group, 1,1-dimethylmethylene group), alkenylene groups having 2 carbon atoms (for example, —CH 2 ═CH 2 —), 6 to 10 carbon atoms An arylene group (for example, 1,2-phenylene group, 2,3-naphthylene group) or a silylene group is more preferable, and a single bond, an oxygen atom, or an alkylene group having 1 to 6 carbon atoms (for example, a methyl group). Down group, 1,2-ethylene group, 1,1-dimethylmethylene group) is more preferred. These substituents may further have the above-described substituent W.
Specific examples of the group represented by the general formula (A-1) include groups exemplified by the following N1 to N11. However, it is not limited to these. The group represented by formula (A-1) is preferably N-1 to N-7, more preferably N-1 to N-6, more preferably N-1 to N-3, and N-1 -N-2 is particularly preferred, and N-1 is most preferred.

置換基(S11)において、R’1は水素原子またはアルキル基を表す。R’1として好ましくは、メチル基、エチル基、プロピル基、iso−プロピル基、ブチル基、またはtert−ブチル基であり、より好ましくはメチル基、エチル基、プロピル基、iso−プロピル基、またはtert−ブチル基であり、更に好ましくはメチル基、エチル基、iso−プロピル基、またはtert−ブチル基であり、特に好ましくはメチル基、エチル基、またはtert−ブチル基である。 In the substituent (S 11 ), R ′ 1 represents a hydrogen atom or an alkyl group. R ′ 1 is preferably a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an iso-propyl group, a butyl group, or a tert-butyl group, more preferably a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an iso-propyl group, or A tert-butyl group, more preferably a methyl group, an ethyl group, an iso-propyl group, or a tert-butyl group, and particularly preferably a methyl group, an ethyl group, or a tert-butyl group.

R’2は、水素原子またはアルキル基を表す。R’2として好ましくは、水素原子、メチル基、エチル基、プロピル基、iso−プロピル基、ブチル基、またはtert−ブチル基であり、更に好ましくは水素原子、メチル基、エチル基、またはプロピル基であり、より好ましくは水素原子、メチル基であり、特に好ましくはメチル基である。 R ′ 2 represents a hydrogen atom or an alkyl group. R ′ 2 is preferably a hydrogen atom, methyl group, ethyl group, propyl group, iso-propyl group, butyl group, or tert-butyl group, more preferably a hydrogen atom, methyl group, ethyl group, or propyl group. More preferably a hydrogen atom or a methyl group, and particularly preferably a methyl group.

R’3は水素原子またはアルキル基を表す。R’3として好ましくは水素原子、またはメチル基であり、より好ましくはメチル基である。 R ′ 3 represents a hydrogen atom or an alkyl group. R ′ 3 is preferably a hydrogen atom or a methyl group, more preferably a methyl group.

また、R’1〜R’3はそれぞれ互いに結合して環を形成していてもよい。環を形成する場合、環員数は特に限定されないが、好ましくは5または6員環であり、更に好ましくは6員環である。 R ′ 1 to R ′ 3 may be bonded to each other to form a ring. When forming a ring, the number of ring members is not particularly limited, but is preferably a 5- or 6-membered ring, more preferably a 6-membered ring.

11は上記置換基(S11)を示し、Ra1〜Ra8中のいずれかひとつとして置換する。一般式(A−1)におけるRa3およびRa6のいずれか少なくとも1つがそれぞれ独立に、上記置換基(S11)を表すことが好ましい。
置換基(S11)として好ましくは下記(a)〜(x)を挙げることができ、(a)〜(j)がより好ましく、(a)〜(h)がより好ましく、(a)〜(f)が特に好ましく、更に(a)〜(d)が好ましく、(a)が最も好ましい。
S 11 represents the above substituent (S 11 ) and is substituted as any one of Ra 1 to Ra 8 . It is preferable that at least one of Ra 3 and Ra 6 in the general formula (A-1) independently represents the substituent (S 11 ).
Preferred examples of the substituent (S 11 ) include the following (a) to (x), (a) to (j) are more preferable, (a) to (h) are more preferable, and (a) to ( f) is particularly preferable, (a) to (d) are more preferable, and (a) is most preferable.

n’はそれぞれ独立に0〜4の整数を表し、0〜3が好ましく、0〜2がより好ましく、1〜2が更に好ましく、2が特に好ましい。   n ′ each independently represents an integer of 0 to 4, preferably 0 to 3, more preferably 0 to 2, still more preferably 1 to 2, and particularly preferably 2.

上記一般式(A−1)としては、下記一般式(A−3)で表される基、下記一般式(A−4)で表される基、または下記一般式(A−5)で表される基でもよい。   The general formula (A-1) is a group represented by the following general formula (A-3), a group represented by the following general formula (A-4), or a group represented by the following general formula (A-5). It may be a group.

(一般式(A−3)〜(A−5)中、Ra33〜Ra38、Ra41、Ra44〜Ra48、Ra51、Ra52、Ra55〜Ra58は、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、またはアルキル基を表し、これらは更に置換基を有してもよい。*は結合位置を表す。Xc1、Xc2、およびXc3は、それぞれ独立に、単結合、酸素原子、硫黄原子、アルキレン基、シリレン基、アルケニレン基、シクロアルキレン基、シクロアルケニレン基、アリーレン基、2価の複素環基、またはイミノ基を表し、これらは更に置換基を有してもよい。Z31、Z41、およびZ51は、それぞれ独立に、シクロアルキル環、芳香族炭化水素環、または芳香族複素環を表し、これらは更に置換基を有してもよい。) (In the general formulas (A-3) to (A-5), Ra 33 to Ra 38 , Ra 41 , Ra 44 to Ra 48 , Ra 51 , Ra 52 , Ra 55 to Ra 58 are each independently a hydrogen atom. , A halogen atom, or an alkyl group, which may further have a substituent, * represents a bonding position, Xc 1 , Xc 2 , and Xc 3 are each independently a single bond, an oxygen atom, sulfur atom, an alkylene group, a silylene group, an alkenylene group, cycloalkylene group, cycloalkenylene group, an arylene group, divalent heterocyclic group or an imino group, and these may have a substituent .Z 31 , Z 41 , and Z 51 each independently represents a cycloalkyl ring, an aromatic hydrocarbon ring, or an aromatic heterocyclic ring, which may further have a substituent.

一般式(A−3)〜(A−5)において、Ra33〜Ra38、Ra41、Ra44〜Ra48、Ra51、Ra52、Ra55〜Ra58は、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子(好ましくはフッ素原子、塩素原子、臭素原子、またはヨウ素原子)、またはアルキル基を表す。極性の低い置換基であると正孔の輸送に有利であるという理由から、水素原子、またはアルキル基であることが好ましく、水素原子であることがより好ましい。
Ra33〜Ra38、Ra41、Ra44〜Ra48、Ra51、Ra52、Ra55〜Ra58がアルキル基を表す場合、該アルキル基としては、炭素数1〜18のアルキル基が好ましく、炭素数1〜12のアルキル基がより好ましく、炭素数1〜6のアルキル基が更に好ましい。具体的には、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ヘキシル基、またはシクロヘキシル基が好ましい。
一般式(A−3)〜(A−5)において、Ra33〜Ra38、Ra41、Ra44〜Ra48、Ra51、Ra52、Ra55〜Ra58のうち隣接するもの同士が互いに結合して環を形成してもよい。環としては上述した環Rが挙げられる。該環としては、好ましくは、ベンゼン環、ナフタレン環、アントラセン環、ピリジン環、ピリミジン環等である。
In the general formulas (A-3) to (A-5), Ra 33 to Ra 38 , Ra 41 , Ra 44 to Ra 48 , Ra 51 , Ra 52 , Ra 55 to Ra 58 are each independently a hydrogen atom, A halogen atom (preferably a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, or an iodine atom) or an alkyl group is represented. A hydrogen atom or an alkyl group is preferable and a hydrogen atom is more preferable because a substituent having a low polarity is advantageous for hole transport.
When Ra 33 to Ra 38 , Ra 41 , Ra 44 to Ra 48 , Ra 51 , Ra 52 , Ra 55 to Ra 58 represent an alkyl group, the alkyl group is preferably an alkyl group having 1 to 18 carbon atoms, A C1-C12 alkyl group is more preferable, and a C1-C6 alkyl group is still more preferable. Specifically, a methyl group, an ethyl group, a propyl group, a butyl group, a hexyl group, or a cyclohexyl group is preferable.
In the general formulas (A-3) to (A-5), adjacent ones of Ra 33 to Ra 38 , Ra 41 , Ra 44 to Ra 48 , Ra 51 , Ra 52 , Ra 55 to Ra 58 are bonded to each other. To form a ring. The ring R mentioned above is mentioned as a ring. The ring is preferably a benzene ring, naphthalene ring, anthracene ring, pyridine ring, pyrimidine ring or the like.

Xc1、Xc2、およびXc3は、それぞれ独立に、単結合、酸素原子、硫黄原子、アルキレン基、シリレン基、アルケニレン基、シクロアルキレン基、シクロアルケニレン基、アリーレン基、2価の複素環基、またはイミノ基を表す。Xc1、Xc2、およびXc3がアルキレン基、シリレン基、アルケニレン基、シクロアルキレン基、シクロアルケニレン基、アリーレン基、2価の複素環基、またはイミノ基を表す場合、これらは更に置換基を有していてもよい。該更なる置換基としては、上述した置換基Wが挙げられる。 Xc 1 , Xc 2 , and Xc 3 are each independently a single bond, an oxygen atom, a sulfur atom, an alkylene group, a silylene group, an alkenylene group, a cycloalkylene group, a cycloalkenylene group, an arylene group, or a divalent heterocyclic group. Or an imino group. When Xc 1 , Xc 2 , and Xc 3 represent an alkylene group, a silylene group, an alkenylene group, a cycloalkylene group, a cycloalkenylene group, an arylene group, a divalent heterocyclic group, or an imino group, these further represent a substituent. You may have. Examples of the further substituent include the substituent W described above.

Xc1、Xc2、およびXc3は、単結合、炭素数1〜12のアルキレン基、炭素数2〜12のアルケニレン基、炭素数6〜14のアリーレン基、炭素数4〜13の複素環基、酸素原子、硫黄原子、炭素数1〜12の炭化水素基(好ましくはアリール基またはアルキル基)を有するイミノ基(例えば、フェニルイミノ基、メチルイミノ基、t−ブチルイミノ基)が好ましく、単結合、炭素数1〜6のアルキレン基(例えば、メチレン基、1,2−エチレン基、1,1−ジメチルメチレン基)、炭素数2のアルケニレン基(例えば、−CH2=CH2−)、炭素数6〜10のアリーレン基(例えば、1,2−フェニレン基、2,3−ナフチレン基)がさらに好ましい。 Xc 1, Xc 2, and Xc 3 is a single bond, an alkylene group having 1 to 12 carbon atoms, an alkenylene group having 2 to 12 carbon atoms, an arylene group having 6 to 14 carbon atoms, heterocyclic group of 4 to 13 carbon atoms , An oxygen atom, a sulfur atom, an imino group having a hydrocarbon group having 1 to 12 carbon atoms (preferably an aryl group or an alkyl group) (for example, phenylimino group, methylimino group, t-butylimino group) is preferable, An alkylene group having 1 to 6 carbon atoms (for example, methylene group, 1,2-ethylene group, 1,1-dimethylmethylene group), an alkenylene group having 2 carbon atoms (for example, —CH 2 ═CH 2 —), carbon number 6 to 10 arylene groups (for example, 1,2-phenylene group and 2,3-naphthylene group) are more preferable.

31、Z41、およびZ51は、それぞれ独立に、シクロアルキル環、芳香族炭化水素環、または芳香族複素環を表す。一般式(A−3)〜(A−5)において、Z31、Z41、およびZ51はベンゼン環と縮合している。光電変換素子の高い耐熱性と高い正孔輸送能が期待できるという理由から、Z31、Z41、およびZ51は芳香族炭化水素環であることが好ましい。 Z 31 , Z 41 , and Z 51 each independently represent a cycloalkyl ring, an aromatic hydrocarbon ring, or an aromatic heterocyclic ring. In the general formulas (A-3) to (A-5), Z 31 , Z 41 , and Z 51 are condensed with a benzene ring. Z 31 , Z 41 , and Z 51 are preferably aromatic hydrocarbon rings because the photoelectric conversion element can be expected to have high heat resistance and high hole transport ability.

電子ブロッキング層を形成する化合物のイオン化ポテンシャルは特に制限されないが、素子にしたときの応答性および光電変換効率がより優れる理由から、5.5eV未満であることが好ましく、5.50eV未満であることがより好ましい。化合物のイオン化ポテンシャルは理研計器(株)製AC−2を用いて、求めることができる。   The ionization potential of the compound that forms the electron blocking layer is not particularly limited, but is preferably less than 5.5 eV, and preferably less than 5.50 eV, because the response and photoelectric conversion efficiency when the device is made are more excellent. Is more preferable. The ionization potential of the compound can be determined using AC-2 manufactured by Riken Keiki Co., Ltd.

電子ブロッキング層を形成するイオン化ポテンシャルが5.50eV未満の化合物としては特に制限されないが、好適な態様としては、例えば、下記式(F−2)で表される化合物が挙げられる。   Although it does not restrict | limit especially as a compound in which the ionization potential which forms an electron blocking layer is less than 5.50 eV, As a suitable aspect, the compound represented by a following formula (F-2) is mentioned, for example.

上記式(F−2)中のR’11〜R’14の定義、具体例および好適な態様は、それぞれ、上述した一般式(F−1)中のR’11〜R’14と同じである。
上記式(F−2)中のR”11〜R”14の定義、具体例および好適な態様は、それぞれ、上述した一般式(F−1)中のR”11〜R”14と同じである。
上記式(F−2)中のXaの定義、具体例および好適な態様は、上述した一般式(A−1)中のXaと同じである。
上記式(F−2)中、A11およびA12は、それぞれ独立に、上述した一般式(A−1)で表される基を表し、それぞれ、R”11〜R”14およびR’11〜R’14中のいずれか一つとして置換する。
上記式(F−2)中、Rf21は、水素原子または置換基を表す。置換基としては、例えば、上述した置換基Wなどが挙げられる。Rf21は、置換基を有してもよいアリール基であることが好ましい。
Definition of R '11 ~R' 14 in the formula (F-2), specific examples and preferred embodiments, respectively, the same as R '11 ~R' 14 in the above-mentioned general formula (F-1) is there.
Definition of R "11 ~R" 14 in the formula (F-2), specific examples and preferred embodiments, respectively, the same as R "11 ~R" 14 in the above-mentioned general formula (F-1) is there.
The definition, specific examples and preferred embodiments of Xa in the above formula (F-2) are the same as Xa in the above general formula (A-1).
In Formula (F-2), A 11 and A 12 each independently represent a group represented by General Formula (A-1) described above, and R ″ 11 to R ″ 14 and R ′ 11 , respectively. to R 'substituted as any one of 14.
In the above formula (F-2), Rf 21 represents a hydrogen atom or a substituent. Examples of the substituent include the substituent W described above. Rf 21 is preferably an aryl group which may have a substituent.

なお、電子ブロッキング層は、複数層で構成してもよい。
電子ブロッキング層としては無機材料を用いることもできる。一般的に、無機材料は有機材料よりも誘電率が大きいため、電子ブロッキング層に用いた場合に、光電変換膜に電圧が多くかかるようになり、光電変換効率を高くすることができる。電子ブロッキング層となりうる材料としては、酸化カルシウム、酸化クロム、酸化クロム銅、酸化マンガン、酸化コバルト、酸化ニッケル、酸化銅、酸化ガリウム銅、酸化ストロンチウム銅、酸化ニオブ、酸化モリブデン、酸化インジウム銅、酸化インジウム銀、酸化イリジウム等がある。電子ブロッキング層が単層の場合にはその層を無機材料からなる層とすることができ、または、複数層の場合には1つまたは2以上の層を無機材料からなる層とすることができる。
The electron blocking layer may be composed of a plurality of layers.
An inorganic material can also be used as the electron blocking layer. In general, since an inorganic material has a dielectric constant larger than that of an organic material, when used in an electron blocking layer, a large voltage is applied to the photoelectric conversion film, and the photoelectric conversion efficiency can be increased. Materials that can be used as an electron blocking layer include calcium oxide, chromium oxide, chromium oxide copper, manganese oxide, cobalt oxide, nickel oxide, copper oxide, gallium copper oxide, strontium copper oxide, niobium oxide, molybdenum oxide, indium copper oxide, and oxide. Examples include indium silver and iridium oxide. In the case where the electron blocking layer is a single layer, the layer can be a layer made of an inorganic material, or in the case of a plurality of layers, one or more layers can be a layer made of an inorganic material. .

(正孔ブロッキング層)
正孔ブロッキング層には、電子受容性有機材料を用いることができる。
電子受容性材料としては、1,3−ビス(4−tert−ブチルフェニル−1,3,4−オキサジアゾリル)フェニレン(OXD−7)等のオキサジアゾール誘導体、アントラキノジメタン誘導体、ジフェニルキノン誘導体、バソクプロイン、バソフェナントロリン、及びこれらの誘導体、トリアゾール化合物、トリス(8−ヒドロキシキノリナート)アルミニウム錯体、ビス(4−メチル−8−キノリナート)アルミニウム錯体、ジスチリルアリーレン誘導体、シロール化合物などを用いることができる。また、電子受容性有機材料でなくとも、十分な電子輸送性を有する材料ならば使用することは可能である。ポルフィリン系化合物や、DCM(4−ジシアノメチレン−2−メチル−6−(4−(ジメチルアミノスチリル))−4Hピラン)等のスチリル系化合物、4Hピラン系化合物を用いることができる。具体的には特開2008−72090号公報の[0073]〜[0078]に記載の化合物が好ましい。
(Hole blocking layer)
An electron-accepting organic material can be used for the hole blocking layer.
Examples of electron accepting materials include 1,3-bis (4-tert-butylphenyl-1,3,4-oxadiazolyl) phenylene (OXD-7) and other oxadiazole derivatives, anthraquinodimethane derivatives, and diphenylquinone derivatives. , Bathocuproine, bathophenanthroline, and derivatives thereof, triazole compounds, tris (8-hydroxyquinolinato) aluminum complexes, bis (4-methyl-8-quinolinato) aluminum complexes, distyrylarylene derivatives, silole compounds, etc. Can do. Moreover, even if it is not an electron-accepting organic material, it can be used if it is a material which has sufficient electron transport property. A porphyrin compound, a styryl compound such as DCM (4-dicyanomethylene-2-methyl-6- (4- (dimethylaminostyryl))-4H pyran), or a 4H pyran compound can be used. Specifically, compounds described in JP-A-2008-72090, [0073] to [0078] are preferable.

電荷ブロッキング層の製造方法は特に制限されず、乾式成膜法または湿式成膜法により成膜できる。乾式成膜法としては、蒸着法、スパッタ法等が使用できる。蒸着は、物理蒸着(PVD)、化学蒸着(CVD)のいずれでもよいが、真空蒸着等の物理蒸着が好ましい。湿式成膜法としては、インクジェット法、スプレー法、ノズルプリント法、スピンコート法、ディップコート法、キャスト法、ダイコート法、ロールコート法、バーコート法、グラビアコート法等が使用可能であるが、高精度パターニングの観点からはインクジェット法が好ましい。   The method for producing the charge blocking layer is not particularly limited, and can be formed by a dry film forming method or a wet film forming method. As a dry film forming method, a vapor deposition method, a sputtering method, or the like can be used. The vapor deposition may be either physical vapor deposition (PVD) or chemical vapor deposition (CVD), but physical vapor deposition such as vacuum vapor deposition is preferred. As the wet film forming method, an inkjet method, a spray method, a nozzle printing method, a spin coating method, a dip coating method, a casting method, a die coating method, a roll coating method, a bar coating method, a gravure coating method, etc. can be used. From the viewpoint of high-precision patterning, the inkjet method is preferable.

電荷ブロッキング層(電子ブロッキング層および正孔ブロッキング層)の厚みは、それぞれ、10〜200nmが好ましく、更に好ましくは20〜150nm、特に好ましくは30〜100nmである。この厚みが薄すぎると、暗電流抑制効果が低下してしまい、厚すぎると光電変換効率が低下してしまうためである。   The thickness of the charge blocking layer (electron blocking layer and hole blocking layer) is preferably 10 to 200 nm, more preferably 20 to 150 nm, and particularly preferably 30 to 100 nm. This is because if the thickness is too thin, the dark current suppressing effect is lowered, and if it is too thick, the photoelectric conversion efficiency is lowered.

<基板>
本発明の光電変換素子は、さらに基板を含んでいてもよい。使用される基板の種類は特に制限されず、半導体基板、ガラス基板、またはプラスチック基板を用いることができる。
なお、基板の位置は特に制限されないが、通常、基板上に導電性膜、光電変換膜、および透明導電性膜をこの順で積層する。
<Board>
The photoelectric conversion element of the present invention may further include a substrate. The type of the substrate used is not particularly limited, and a semiconductor substrate, a glass substrate, or a plastic substrate can be used.
The position of the substrate is not particularly limited, but usually a conductive film, a photoelectric conversion film, and a transparent conductive film are laminated on the substrate in this order.

<封止層>
本発明の光電変換素子は、さらに封止層を含んでいてもよい。光電変換材料は水分子などの劣化因子の存在で顕著にその性能が劣化してしまうことがあり、水分子を浸透させない緻密な金属酸化物・金属窒化物・金属窒化酸化物などセラミクスやダイヤモンド状炭素(DLC)などの封止層で光電変換膜全体を被覆して封止することが上記劣化を防止することができる。
なお、封止層としては、特開2011−082508号公報の段落[0210]〜[0215]に記載に従って、材料の選択および製造を行ってもよい。
<Sealing layer>
The photoelectric conversion element of the present invention may further include a sealing layer. The performance of photoelectric conversion materials may deteriorate significantly due to the presence of degradation factors such as water molecules. Ceramics such as dense metal oxides, metal nitrides, and metal nitride oxides that do not penetrate water molecules and diamond-like materials Covering and sealing the entire photoelectric conversion film with a sealing layer such as carbon (DLC) can prevent the deterioration.
In addition, as a sealing layer, you may select and manufacture a material according to description of Paragraph [0210]-[0215] of Unexamined-Japanese-Patent No. 2011-082508.

[光センサ]
光電変換素子の用途として、例えば、光電池と光センサが挙げられるが、本発明の光電変換素子は光センサとして用いることが好ましい。光センサとしては、上記光電変換素子単独で用いたものでもよいし、上記光電変換素子を直線状に配したラインセンサや、平面上に配した2次元センサの形態とするものが好ましい。本発明の光電変換素子は、ラインセンサでは、スキャナー等の様に光学系および駆動部を用いて光画像情報を電気信号に変換し、2次元センサでは、撮像モジュールのように光画像情報を光学系でセンサ上に結像させ電気信号に変換することで撮像素子として機能する。
光電池は発電装置であるため、光エネルギーを電気エネルギーに変換する効率が重要な性能となるが、暗所での電流である暗電流は機能上問題にならない。更にカラーフィルタ設置等の後段の加熱工程が必要ない。光センサは明暗信号を高い精度で電気信号に変換することが重要な性能となるため、光量を電流に変換する効率も重要な性能であるが、暗所で信号を出力するとノイズとなるため、低い暗電流が要求される。更に後段の工程に対する耐性も重要である。
[Optical sensor]
Examples of the use of the photoelectric conversion element include a photovoltaic cell and an optical sensor, but the photoelectric conversion element of the present invention is preferably used as an optical sensor. As an optical sensor, the photoelectric conversion element used alone may be used, or a line sensor in which the photoelectric conversion elements are linearly arranged or a two-dimensional sensor arranged on a plane is preferable. The photoelectric conversion element of the present invention converts optical image information into an electrical signal using an optical system and a drive unit like a scanner in a line sensor, and optically converts optical image information like an imaging module in a two-dimensional sensor. The system functions as an image sensor by forming an image on a sensor and converting it into an electrical signal.
Since the photovoltaic cell is a power generation device, the efficiency of converting light energy into electrical energy is an important performance, but dark current, which is a current in a dark place, is not a functional problem. Further, a subsequent heating step such as installation of a color filter is not necessary. Since it is important to convert light and dark signals into electrical signals with high accuracy, the efficiency of converting light intensity into current is also important for optical sensors. Low dark current is required. In addition, resistance to subsequent processes is also important.

[撮像素子]
次に、光電変換素子を備えた撮像素子の構成例を説明する。
なお、以下に説明する構成例において、すでに説明した部材などと同等な構成・作用を有する部材等については、図中に同一符号または相当符号を付すことにより、説明を簡略化或いは省略する。
撮像素子とは画像の光情報を電気信号に変換する素子であり、複数の光電変換素子が同一平面状でマトリクス上に配置されており、各々の光電変換素子(画素)において光信号を電気信号に変換し、その電気信号を画素ごとに逐次撮像素子外に出力できるものをいう。そのために、画素ひとつあたり、一つの光電変換素子、一つ以上のトランジスタから構成される。
図2は、本発明の一実施形態を説明するための撮像素子の概略構成を示す断面模式図である。この撮像素子は、デジタルカメラ、デジタルビデオカメラ等の撮像装置、電子内視鏡、携帯電話機等の撮像モジュール等に搭載して用いられる。
この撮像素子は、図1に示したような構成の複数の光電変換素子と、各光電変換素子の光電変換膜で発生した電荷に応じた信号を読み出す読み出し回路が形成された回路基板とを有し、該回路基板上方の同一面上に、複数の光電変換素子が1次元状または二次元状に配列された構成となっている。
[Image sensor]
Next, a configuration example of an image sensor including a photoelectric conversion element will be described.
In the configuration examples described below, members having the same configuration / action as those already described are denoted by the same or corresponding reference numerals in the drawings, and the description is simplified or omitted.
An image sensor is an element that converts optical information of an image into an electric signal. A plurality of photoelectric conversion elements are arranged on a matrix in the same plane, and an optical signal is converted into an electric signal in each photoelectric conversion element (pixel). That can be output to the outside of the imaging device for each pixel sequentially. Therefore, one pixel is composed of one photoelectric conversion element and one or more transistors.
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing a schematic configuration of an image sensor for explaining an embodiment of the present invention. This imaging device is used by being mounted on an imaging device such as a digital camera or a digital video camera, an imaging module such as an electronic endoscope or a mobile phone, or the like.
This imaging element has a plurality of photoelectric conversion elements having the configuration shown in FIG. 1 and a circuit board on which a readout circuit for reading a signal corresponding to the charge generated in the photoelectric conversion film of each photoelectric conversion element is formed. A plurality of photoelectric conversion elements are arranged one-dimensionally or two-dimensionally on the same surface above the circuit board.

図2に示す撮像素子100は、基板101と、絶縁層102と、接続電極103と、画素電極(下部電極)104と、接続部105と、接続部106と、光電変換膜107と、対向電極(上部電極)108と、緩衝層109と、封止層110と、カラーフィルタ(CF)111と、隔壁112と、遮光層113と、保護層114と、対向電極電圧供給部115と、読出し回路116とを備える。   2 includes a substrate 101, an insulating layer 102, a connection electrode 103, a pixel electrode (lower electrode) 104, a connection portion 105, a connection portion 106, a photoelectric conversion film 107, and a counter electrode. (Upper electrode) 108, buffer layer 109, sealing layer 110, color filter (CF) 111, partition 112, light shielding layer 113, protective layer 114, counter electrode voltage supply 115, and readout circuit 116.

画素電極104は、図1に示した光電変換素子10aの電極11と同じ機能を有する。対向電極108は、図1に示した光電変換素子10aの電極15と同じ機能を有する。光電変換膜107は、図1に示した光電変換素子10aの電極11および電極15間に設けられる層と同じ構成である。   The pixel electrode 104 has the same function as the electrode 11 of the photoelectric conversion element 10a illustrated in FIG. The counter electrode 108 has the same function as the electrode 15 of the photoelectric conversion element 10a shown in FIG. The photoelectric conversion film 107 has the same configuration as the layer provided between the electrode 11 and the electrode 15 of the photoelectric conversion element 10a illustrated in FIG.

基板101は、ガラス基板またはSi等の半導体基板である。基板101上には絶縁層102が形成されている。絶縁層102の表面には複数の画素電極104と複数の接続電極103が形成されている。   The substrate 101 is a glass substrate or a semiconductor substrate such as Si. An insulating layer 102 is formed on the substrate 101. A plurality of pixel electrodes 104 and a plurality of connection electrodes 103 are formed on the surface of the insulating layer 102.

光電変換膜107は、複数の画素電極104の上にこれらを覆って設けられた全ての光電変換素子で共通の層である。   The photoelectric conversion film 107 is a layer common to all the photoelectric conversion elements provided on the plurality of pixel electrodes 104 so as to cover them.

対向電極108は、光電変換膜107上に設けられた、全ての光電変換素子で共通の1つの電極である。対向電極108は、光電変換膜107よりも外側に配置された接続電極103の上にまで形成されており、接続電極103と電気的に接続されている。   The counter electrode 108 is one electrode provided on the photoelectric conversion film 107 and common to all the photoelectric conversion elements. The counter electrode 108 is formed up to the connection electrode 103 disposed outside the photoelectric conversion film 107, and is electrically connected to the connection electrode 103.

接続部106は、絶縁層102に埋設されており、接続電極103と対向電極電圧供給部115とを電気的に接続するためのプラグ等である。対向電極電圧供給部115は、基板101に形成され、接続部106および接続電極103を介して対向電極108に所定の電圧を印加する。対向電極108に印加すべき電圧が撮像素子の電源電圧よりも高い場合は、チャージポンプ等の昇圧回路によって電源電圧を昇圧して上記所定の電圧を供給する。   The connection part 106 is embedded in the insulating layer 102 and is a plug or the like for electrically connecting the connection electrode 103 and the counter electrode voltage supply part 115. The counter electrode voltage supply unit 115 is formed on the substrate 101 and applies a predetermined voltage to the counter electrode 108 via the connection unit 106 and the connection electrode 103. When the voltage to be applied to the counter electrode 108 is higher than the power supply voltage of the image sensor, the power supply voltage is boosted by a booster circuit such as a charge pump to supply the predetermined voltage.

読出し回路116は、複数の画素電極104の各々に対応して基板101に設けられており、対応する画素電極104で捕集された電荷に応じた信号を読出すものである。読出し回路116は、例えばCCD、CMOS回路、またはTFT回路等で構成されており、絶縁層102内に配置された図示しない遮光層によって遮光されている。読み出し回路116は、それに対応する画素電極104と接続部105を介して電気的に接続されている。   The readout circuit 116 is provided on the substrate 101 corresponding to each of the plurality of pixel electrodes 104, and reads out a signal corresponding to the charge collected by the corresponding pixel electrode 104. The readout circuit 116 is configured by, for example, a CCD, a CMOS circuit, a TFT circuit, or the like, and is shielded by a light shielding layer (not shown) disposed in the insulating layer 102. The readout circuit 116 is electrically connected to the corresponding pixel electrode 104 via the connection unit 105.

緩衝層109は、対向電極108上に、対向電極108を覆って形成されている。封止層110は、緩衝層109上に、緩衝層109を覆って形成されている。カラーフィルタ111は、封止層110上の各画素電極104と対向する位置に形成されている。隔壁112は、カラーフィルタ111同士の間に設けられており、カラーフィルタ111の光透過効率を向上させるためのものである。   The buffer layer 109 is formed on the counter electrode 108 so as to cover the counter electrode 108. The sealing layer 110 is formed on the buffer layer 109 so as to cover the buffer layer 109. The color filter 111 is formed at a position facing each pixel electrode 104 on the sealing layer 110. The partition wall 112 is provided between the color filters 111 and is for improving the light transmission efficiency of the color filter 111.

遮光層113は、封止層110上のカラーフィルタ111及び隔壁112を設けた領域以外に形成されており、有効画素領域以外に形成された光電変換膜107に光が入射する事を防止する。保護層114は、カラーフィルタ111、隔壁112、及び遮光層113上に形成されており、撮像素子100全体を保護する。   The light shielding layer 113 is formed in a region other than the region where the color filter 111 and the partition 112 on the sealing layer 110 are provided, and prevents light from entering the photoelectric conversion film 107 formed outside the effective pixel region. The protective layer 114 is formed on the color filter 111, the partition 112, and the light shielding layer 113, and protects the entire image sensor 100.

このように構成された撮像素子100では、光が入射すると、この光が光電変換膜107に入射し、ここで電荷が発生する。発生した電荷のうちの正孔は、画素電極104で捕集され、その量に応じた電圧信号が読み出し回路116によって撮像素子100外部に出力される。   In the imaging device 100 configured as described above, when light is incident, the light is incident on the photoelectric conversion film 107, and charges are generated here. Holes in the generated charges are collected by the pixel electrode 104, and a voltage signal corresponding to the amount is output to the outside of the image sensor 100 by the readout circuit 116.

撮像素子100の製造方法は、次の通りである。
対向電極電圧供給部115と読み出し回路116が形成された回路基板上に、接続部105,106、複数の接続電極103、複数の画素電極104、および絶縁層102を形成する。複数の画素電極104は、絶縁層102の表面に例えば正方格子状に配置する。
The manufacturing method of the image sensor 100 is as follows.
On the circuit board on which the common electrode voltage supply unit 115 and the readout circuit 116 are formed, the connection units 105 and 106, the plurality of connection electrodes 103, the plurality of pixel electrodes 104, and the insulating layer 102 are formed. The plurality of pixel electrodes 104 are arranged on the surface of the insulating layer 102 in a square lattice pattern, for example.

次に、複数の画素電極104上に、光電変換膜107を例えば真空加熱蒸着法によって形成する。次に、光電変換膜107上に例えばスパッタ法により対向電極108を真空下で形成する。次に、対向電極108上に緩衝層109、封止層110を順次、例えば真空加熱蒸着法によって形成する。次に、カラーフィルタ111、隔壁112、遮光層113を形成後、保護層114を形成して、撮像素子100を完成する。   Next, the photoelectric conversion film 107 is formed on the plurality of pixel electrodes 104 by, for example, a vacuum heating deposition method. Next, the counter electrode 108 is formed on the photoelectric conversion film 107 under vacuum by, for example, sputtering. Next, the buffer layer 109 and the sealing layer 110 are sequentially formed on the counter electrode 108 by, for example, a vacuum heating deposition method. Next, after forming the color filter 111, the partition 112, and the light shielding layer 113, the protective layer 114 is formed, and the imaging element 100 is completed.

撮像素子100の製造方法においても、光電変換膜107の形成工程と封止層110の形成工程との間に、作製途中の撮像素子100を非真空下に置く工程を追加しても、複数の光電変換素子の性能劣化を防ぐことができる。この工程を追加することで、撮像素子100の性能劣化を防ぎながら、製造コストを抑えることができる。   Even in the method of manufacturing the image sensor 100, a plurality of processes can be performed even when a step of placing the image sensor 100 being manufactured under non-vacuum is added between the process of forming the photoelectric conversion film 107 and the process of forming the sealing layer 110. The performance deterioration of the photoelectric conversion element can be prevented. By adding this step, it is possible to suppress the manufacturing cost while preventing the performance degradation of the image sensor 100.

以下に実施例を示すが、本発明はこれらに限定されるものではない。   Examples are shown below, but the present invention is not limited thereto.

<実施例1>
以下の合成スキームに従って、下記(1)の化合物(実施例1の光電変換材料)を合成した。
<Example 1>
The following compound (1) (photoelectric conversion material of Example 1) was synthesized according to the following synthesis scheme.

(光電変換素子の作製)
得られた(1)の化合物を用いて図1(a)の形態の光電変換素子を作製した。ここで、光電変換素子は、下部電極11、電子ブロッキング層16A、光電変換膜12および上部電極15からなる。
具体的には、ガラス基板上に、アモルファス性ITOをスパッタ法により成膜して、下部電極11(厚み:30nm)を形成し、さらに下部電極11上に下記の化合物(EB−1)(イオン化ポテンシャル:5.45eV)を真空加熱蒸着法により成膜して、電子ブロッキング層16A(厚み:100nm)を形成した。
さらに、基板の温度を25℃に制御した状態で、電子ブロッキング層16A上に(1)の化合物とフラーレン(C60)とをそれぞれ単層換算で120nm、280nmとなるように真空加熱蒸着により共蒸着して成膜し、光電変換膜12を形成した。ここで蒸着レートは2.6Å(オングストローム)/秒(2.6×10-10m/秒)となるように蒸着した。
さらに、光電変換膜12上に、アモルファス性ITOをスパッタ法により成膜して、上部電極15(透明導電性膜)(厚み:10nm)を形成した。上部電極15上に、加熱蒸着により封止層としてSiO膜を形成した後、その上にALCVD法により酸化アルミニウム(Al23)層を形成し、光電変換素子を作製した。
(Preparation of photoelectric conversion element)
Using the obtained compound (1), a photoelectric conversion element having the form of FIG. Here, the photoelectric conversion element includes the lower electrode 11, the electron blocking layer 16 </ b> A, the photoelectric conversion film 12, and the upper electrode 15.
Specifically, an amorphous ITO film is formed on a glass substrate by sputtering to form a lower electrode 11 (thickness: 30 nm), and the following compound (EB-1) (ionization) is formed on the lower electrode 11. An electron blocking layer 16A (thickness: 100 nm) was formed by forming a film with a potential of 5.45 eV) by a vacuum heating vapor deposition method.
Further, in a state where the substrate temperature is controlled at 25 ° C., the compound (1) and fullerene (C 60 ) on the electron blocking layer 16A are co-distributed by vacuum heating deposition so as to be 120 nm and 280 nm, respectively, in terms of a single layer. A photoelectric conversion film 12 was formed by vapor deposition. Here, vapor deposition was performed so that the vapor deposition rate was 2.6 ((angstrom) / second (2.6 × 10 −10 m / second).
Further, an amorphous ITO film was formed on the photoelectric conversion film 12 by sputtering to form an upper electrode 15 (transparent conductive film) (thickness: 10 nm). An SiO film was formed as a sealing layer on the upper electrode 15 by heating vapor deposition, and then an aluminum oxide (Al 2 O 3 ) layer was formed thereon by ALCVD to produce a photoelectric conversion element.

<実施例2〜6、比較例1〜3>
公知の方法を利用することで、下記(2)〜(6)の化合物(実施例2〜6の光電変換材料)、および、下記比較化合物(1)〜(3)(比較例1〜3の光電変換材料)を合成した。化合物の同定はMS測定および1H-NMR測定により行った。
また、(1)の化合物の代わりに表1に示す化合物を使用する以外は、実施例1と同様の手順に従って、光電変換素子を作製した。
なお、下記(1)〜(6)の化合物は上記式(1)で表される化合物(A)に該当する。
<Examples 2-6, Comparative Examples 1-3>
By using a known method, the following compounds (2) to (6) (photoelectric conversion materials of Examples 2 to 6) and the following comparative compounds (1) to (3) (Comparative Examples 1 to 3) Photoelectric conversion material) was synthesized. The compound was identified by MS measurement and 1 H-NMR measurement.
Moreover, the photoelectric conversion element was produced according to the procedure similar to Example 1 except using the compound shown in Table 1 instead of the compound of (1).
In addition, the compounds of the following (1) to (6) correspond to the compound (A) represented by the above formula (1).

<駆動の確認(暗電流の測定)>
得られた各光電変換素子について、光電変換素子として機能するかどうかの確認を行った。具体的には、光電変換素子の下部電極および上部電極に、2.5×105V/cmの電界強度となるように電圧を印加して、暗所と明所における電流値を測定した。結果、いずれの光電変換素子においても、暗所では100nA/cm2以下の暗電流を示すが、明所では10μA/cm2以上の電流を示し、光電変換素子として機能することが確認された。
<Confirmation of driving (measurement of dark current)>
About each obtained photoelectric conversion element, it was confirmed whether it functions as a photoelectric conversion element. Specifically, a voltage was applied to the lower electrode and the upper electrode of the photoelectric conversion element so that the electric field strength was 2.5 × 10 5 V / cm, and current values in a dark place and a bright place were measured. As a result, each photoelectric conversion element showed a dark current of 100 nA / cm 2 or less in the dark place, but showed a current of 10 μA / cm 2 or more in the bright place, and it was confirmed that the photoelectric conversion element functions as a photoelectric conversion element.

<光電変換効率(外部量子効率)の評価>
得られた各光電変換素子について長波領域における光電変換効率を評価した。具体的には以下のとおり評価した。
まず、光電変換素子に2.0×105V/cmの電界強度となるように電圧を印加した。その後、上部電極(透明導電性膜)側から光を照射して640nmでの外部量子効率を測定した。外部量子効率は、オプテル製定エネルギー量子効率測定装置を用いて測定した。照射した光量は50uW/cm2であった。結果を表1に示す。
なお、実施例1の外部量子効率を1とした際の相対値が0.9以上のものを「A」、0.9未満0.8以上のものを「B」、0.8未満0.6以上のものを「C」、0.6未満のものを「D」とした。実用上、「A」または「B」であることが好ましく、「A」であることがより好ましい。
<Evaluation of photoelectric conversion efficiency (external quantum efficiency)>
The photoelectric conversion efficiency in a long wave area | region was evaluated about each obtained photoelectric conversion element. Specifically, the evaluation was as follows.
First, a voltage was applied to the photoelectric conversion element so that the electric field strength was 2.0 × 10 5 V / cm. Then, the external quantum efficiency in 640 nm was measured by irradiating light from the upper electrode (transparent conductive film) side. The external quantum efficiency was measured using an Optel constant energy quantum efficiency measuring device. The amount of light irradiated was 50 uW / cm 2 . The results are shown in Table 1.
When the external quantum efficiency of Example 1 is 1, the relative value is 0.9 or more is “A”, the one less than 0.9 is 0.8 or more and “B” is less than 0.8. Those with 6 or more were designated as “C”, and those with less than 0.6 were designated as “D”. Practically, it is preferably “A” or “B”, and more preferably “A”.

<応答性の評価>
得られた各光電変換素子について応答性を評価した。具体的には以下のとおり評価した。
まず、光電変換素子に2.0×105V/cmの電界強度となるように電圧を印加した。その後、LEDを瞬間的に点灯させて上部電極(透明導電性膜)側から光を照射し、そのときの光電流をオシロスコープで測定して、0から98%信号強度までの立ち上がり時間を求めた。結果を表1に示す。
なお、実施例1の立ち上がり時間を1としたときの相対値が1.2未満のものを「A」、1.2以上2.0未満のものを「B」、2.0以上3.0未満のものを「C」、3.0以上のものを「D」とした。実用上、「A」または「B」であることが好ましく、「A」であることがより好ましい。
<Evaluation of responsiveness>
Responsiveness was evaluated for each obtained photoelectric conversion element. Specifically, the evaluation was as follows.
First, a voltage was applied to the photoelectric conversion element so that the electric field strength was 2.0 × 10 5 V / cm. Thereafter, the LED was turned on instantaneously, light was irradiated from the upper electrode (transparent conductive film) side, the photocurrent at that time was measured with an oscilloscope, and the rise time from 0 to 98% signal intensity was obtained. . The results are shown in Table 1.
In addition, when the rise time in Example 1 is 1, the relative value is less than 1.2, “A”, the value of 1.2 to 2.0 is “B”, and the value of 2.0 to 3.0 Less than "C" and 3.0 or more are "D". Practically, it is preferably “A” or “B”, and more preferably “A”.

<蒸着安定性(8時間連続蒸着後の応答性の低下)の評価>
得られた各光電変換材料の蒸着安定性を比較するために、各光電変換材料を用いて8時間連続蒸着後の応答性の低下を調べた。具体的には以下のとおり評価した。
まず、蒸着レートを2.6Å/秒に固定して連続蒸着を行い、「蒸着開始直後」と「蒸着開始から8時間後」に、上述した光電変換素子の作製と同様の手順に従って光電変換素子を作製した。そして、「蒸着開始直後に作製した素子」および「蒸着開始から8時間後に作製した素子」それぞれについて上述した応答性の評価と同様の手順に従って0から98%信号強度までの立ち上がり時間を評価し、以下のとおり、応答性の低下を調べた。
応答性の低下=(蒸着開始から8時間後に作製した素子の立ち上がり時間)/(蒸着開始直後に作製した素子の立ち上がり時間)
結果を表1に示す。なお、上記応答性の低下が、1.1未満のものを「A」、1.1以上1.5未満のものを「B」、1.5以上3.0未満のものを「C」、3.0以上のものを「D」とした。結果を表1に示す。実用上、「A」または「B」であることが好ましく、「A」であることがより好ましい。
<Evaluation of deposition stability (decrease in responsiveness after continuous deposition for 8 hours)>
In order to compare the vapor deposition stability of each obtained photoelectric conversion material, the decrease in the responsiveness after 8 hours continuous vapor deposition was investigated using each photoelectric conversion material. Specifically, the evaluation was as follows.
First, continuous vapor deposition is performed with the vapor deposition rate fixed at 2.6 Å / sec, and the photoelectric conversion element is produced immediately after “deposition start” and “after 8 hours from the start of vapor deposition” according to the same procedure as the production of the photoelectric conversion element described above. Was made. Then, the rise time from 0 to 98% signal intensity is evaluated according to the same procedure as the evaluation of responsiveness described above for each of the “elements produced immediately after the start of vapor deposition” and “elements produced after 8 hours from the start of vapor deposition”. The decrease in responsiveness was examined as follows.
Decrease in responsiveness = (rise time of an element produced 8 hours after the start of vapor deposition) / (rise time of an element produced immediately after the start of vapor deposition)
The results are shown in Table 1. In addition, the above responsiveness drop is less than 1.1 "A", 1.1 to less than 1.5 "B", 1.5 to less than 3.0 "C", The thing of 3.0 or more was made into "D". The results are shown in Table 1. Practically, it is preferably “A” or “B”, and more preferably “A”.

表1から分かるように、上記化合物(A)である本願実施例はいずれも蒸着安定性に優れ、また、素子にしたときに優れた応答性および光電変換効率を示した。なかでも、上記式(1)中のmが0である実施例6よりも、上記式(1)中のmが1である実施例1〜5の方が、蒸着安定性、応答性および光電変換効率の少なくともいずれかがより優れていた。そのなかでも、ハロゲン原子を含まない実施例1〜3は、より優れた光電変換効率を示した。そのなかでも、上記式(1)中のAr1またはAr2に置換基を有する実施例2および3よりも、Ar1およびAr2に置換基を有さない実施例1の方が、蒸着安定性または応答性がより優れていた。 As can be seen from Table 1, all of the examples of the present compound (A) were excellent in vapor deposition stability and exhibited excellent responsiveness and photoelectric conversion efficiency when formed into an element. Among these, in Examples 1 to 5 in which m in the above formula (1) is 1 than in Example 6 in which m in the above formula (1) is 0, deposition stability, responsiveness, and photoelectricity are improved. At least one of the conversion efficiencies was better. Among them, Examples 1 to 3 which do not contain a halogen atom showed more excellent photoelectric conversion efficiency. Among them, the deposition stability of Example 1 having no substituent in Ar 1 and Ar 2 is more stable than Examples 2 and 3 having a substituent in Ar 1 or Ar 2 in the above formula (1). Or better response.

一方、トリアリールアミンのアリール上に1価のアリール基を有するがトリアリールアミンが環を形成しない比較例1は、蒸着安定性が不十分であり、また、素子にしたときに光電変換効率が不十分であった。また、トリアリールアミンが環を形成するがトリアリールアミンのアリール上に1価のアリール基を有さない(アルキル基を有する)比較例2やトリアリールアミンが環を形成するがトリアリールアミンのアリール上に1価のアリール基を有さない(縮環構造を有する)比較例3は、蒸着安定性が不十分であり、また、素子にしたときに応答性が不十分であった。   On the other hand, Comparative Example 1 having a monovalent aryl group on the aryl of the triarylamine but the triarylamine does not form a ring has insufficient vapor deposition stability, and has a photoelectric conversion efficiency when formed into an element. It was insufficient. Moreover, although triarylamine forms a ring but does not have a monovalent aryl group on the aryl of triarylamine (has an alkyl group), Comparative Example 2 or triarylamine forms a ring. In Comparative Example 3 having no monovalent aryl group on the aryl (having a condensed ring structure), the vapor deposition stability was insufficient, and the response when the device was formed was insufficient.

10a、10b 光電変換素子
11 下部電極(導電性膜)
12 光電変換膜
15 上部電極(透明導電性膜)
16A 電子ブロッキング層
16B 正孔ブロッキング層
100 撮像素子
101 基板
102 絶縁層
103 接続電極
104 画素電極(下部電極)
105 接続部
106 接続部
107 光電変換膜
108 対向電極(上部電極)
109 緩衝層
110 封止層
111 カラーフィルタ(CF)
112 隔壁
113 遮光層
114 保護層
115 対向電極電圧供給部
116 読出し回路
10a, 10b Photoelectric conversion element 11 Lower electrode (conductive film)
12 Photoelectric conversion film 15 Upper electrode (transparent conductive film)
16A Electron blocking layer 16B Hole blocking layer 100 Image sensor 101 Substrate 102 Insulating layer 103 Connection electrode 104 Pixel electrode (lower electrode)
105 connecting portion 106 connecting portion 107 photoelectric conversion film 108 counter electrode (upper electrode)
109 Buffer layer 110 Sealing layer 111 Color filter (CF)
112 partition wall 113 light shielding layer 114 protective layer 115 counter electrode voltage supply unit 116 readout circuit

Claims (20)

下記式(1)で表される化合物(A)である、光電変換材料。

(式(1)中、R1〜R8は、それぞれ独立に、水素原子または置換基を表す。
9〜R11は、それぞれ独立に、水素原子または置換基を表す。nは、0以上の整数を表す。R9とR10、R9とR11は、それぞれ互いに結合して環を形成してもよい。nが2以上である場合、複数のR9同士、複数のR10同士は、それぞれ互いに結合して環を形成してもよい。
Ar1およびAr2は、それぞれ独立に、置換基を有してもよい、アリール基またはヘテロアリール基を表す。Ar1が置換基を有する場合、Ar1が有する置換基は、R2またはR3と結合してはならない。Ar2が置換基を有する場合、Ar2が有する置換基は、R1またはR8と互いに結合して環を形成してもよい。
Laは、>CR1a1b、>NR1c、置換基を有してもよいアルケニレン基、>SiR1d1e、−O−、および、−S−からなる群より選択される基を表す。ここで、R1a、R1b、R1c、R1dおよびR1eは、それぞれ独立に、水素原子または置換基を表す。
mは、0または1を表す。
1は、少なくとも2つの炭素原子を含む環であって、5員環、6員環、または、5員環および6員環の少なくともいずれかを含む縮合環を表す。)
The photoelectric conversion material which is a compound (A) represented by following formula (1).

(In Formula (1), R < 1 > -R < 8 > represents a hydrogen atom or a substituent each independently.
R 9 to R 11 each independently represents a hydrogen atom or a substituent. n represents an integer of 0 or more. R 9 and R 10 , R 9 and R 11 may be bonded to each other to form a ring. When n is 2 or more, a plurality of R 9 s and a plurality of R 10 s may be bonded to each other to form a ring.
Ar 1 and Ar 2 each independently represents an aryl group or a heteroaryl group which may have a substituent. When Ar 1 has a substituent, the substituent that Ar 1 has must not be bonded to R 2 or R 3 . When Ar 2 has a substituent, the substituent that Ar 2 has may be bonded to R 1 or R 8 to form a ring.
La represents a group selected from the group consisting of> CR 1a R 1b ,> NR 1c , an optionally substituted alkenylene group,> SiR 1d R 1e , —O—, and —S—. Here, R 1a , R 1b , R 1c , R 1d and R 1e each independently represent a hydrogen atom or a substituent.
m represents 0 or 1.
Z 1 represents a ring containing at least two carbon atoms and a 5-membered ring, a 6-membered ring, or a condensed ring containing at least one of a 5-membered ring and a 6-membered ring. )
前記化合物(A)が、下記式(2)で表される化合物(a1)である、請求項1に記載の光電変換材料。

(式(2)中、R1〜R8は、それぞれ独立に、水素原子または置換基を表す。
9〜R11は、それぞれ独立に、水素原子または置換基を表す。nは、0以上の整数を表す。R9とR10、R9とR11は、それぞれ互いに結合して環を形成してもよい。nが2以上である場合、複数のR9同士、複数のR10同士は、それぞれ互いに結合して環を形成してもよい。
Ar1およびAr2は、それぞれ独立に、置換基を有してもよい、アリール基またはヘテロアリール基を表す。Ar1が置換基を有する場合、Ar1が有する置換基は、R2またはR3と結合してはならない。Ar2が置換基を有する場合、Ar2が有する置換基は、R1またはR8と互いに結合して環を形成してもよい。
Laは、>CR1a1b、>NR1c、置換基を有してもよいアルケニレン基、>SiR1d1e、−O−、および、−S−からなる群より選択される基を表す。ここで、R1a、R1b、R1c、R1dおよびR1eは、それぞれ独立に、水素原子または置換基を表す。
1は、少なくとも2つの炭素原子を含む環であって、5員環、6員環、または、5員環および6員環の少なくともいずれかを含む縮合環を表す。)
The photoelectric conversion material according to claim 1, wherein the compound (A) is a compound (a1) represented by the following formula (2).

(In Formula (2), R < 1 > -R < 8 > represents a hydrogen atom or a substituent each independently.
R 9 to R 11 each independently represents a hydrogen atom or a substituent. n represents an integer of 0 or more. R 9 and R 10 , R 9 and R 11 may be bonded to each other to form a ring. When n is 2 or more, a plurality of R 9 s and a plurality of R 10 s may be bonded to each other to form a ring.
Ar 1 and Ar 2 each independently represents an aryl group or a heteroaryl group which may have a substituent. When Ar 1 has a substituent, the substituent that Ar 1 has must not be bonded to R 2 or R 3 . When Ar 2 has a substituent, the substituent that Ar 2 has may be bonded to R 1 or R 8 to form a ring.
La represents a group selected from the group consisting of> CR 1a R 1b ,> NR 1c , an optionally substituted alkenylene group,> SiR 1d R 1e , —O—, and —S—. Here, R 1a , R 1b , R 1c , R 1d and R 1e each independently represent a hydrogen atom or a substituent.
Z 1 represents a ring containing at least two carbon atoms and a 5-membered ring, a 6-membered ring, or a condensed ring containing at least one of a 5-membered ring and a 6-membered ring. )
前記Z1が、下記式(Z1)で表される環である、請求項1または2に記載の光電変換材料。
(式(Z1)中、Z2は、少なくとも3つの炭素原子を含む環であって、5員環、6員環、または、5員環および6員環の少なくともいずれかを含む縮合環を表す。*は、前記R11が結合している炭素原子との結合位置を表す。)
The photoelectric conversion material according to claim 1, wherein Z 1 is a ring represented by the following formula (Z1).
(In the formula (Z1), Z 2 represents a ring containing at least 3 carbon atoms and represents a 5-membered ring, a 6-membered ring, or a condensed ring containing at least one of a 5-membered ring and a 6-membered ring. * Represents the bonding position with the carbon atom to which R 11 is bonded.)
前記nが、0である、請求項1〜3のいずれか1項に記載の光電変換材料。   The photoelectric conversion material according to claim 1, wherein n is 0. 前記Ar1またはAr2が、置換基を有してもよいアリール基である、請求項1〜4のいずれか1項に記載の光電変換材料。 The photoelectric conversion material according to claim 1, wherein Ar 1 or Ar 2 is an aryl group which may have a substituent. 前記Laが、>CR1a1b(ここで、R1aおよびR1bは、それぞれ独立に、水素原子または炭化水素基を表す)で表される基である、請求項1〜5のいずれか1項に記載の光電変換材料。 The La is a group represented by> CR 1a R 1b (wherein R 1a and R 1b each independently represents a hydrogen atom or a hydrocarbon group). The photoelectric conversion material according to item. F原子を含まない、請求項1〜6のいずれか1項に記載の光電変換材料。   The photoelectric conversion material of any one of Claims 1-6 which does not contain F atom. ハロゲン原子を含まない、請求項1〜7のいずれか1項に記載の光電変換材料。   The photoelectric conversion material according to claim 1, which does not contain a halogen atom. 導電性膜と、請求項1〜8のいずれか1項に記載の光電変換材料を含有する光電変換膜と、透明導電性膜とをこの順に備える、光電変換素子。   A photoelectric conversion element provided with a conductive film, the photoelectric conversion film containing the photoelectric conversion material of any one of Claims 1-8, and a transparent conductive film in this order. 前記光電変換膜が、さらに有機n型半導体を含む、請求項9に記載の光電変換素子。   The photoelectric conversion element according to claim 9, wherein the photoelectric conversion film further contains an organic n-type semiconductor. 前記有機n型半導体が、フラーレンおよびその誘導体からなる群より選択されるフラーレン類を含む、請求項10に記載の光電変換素子。   The photoelectric conversion element of Claim 10 in which the said organic n-type semiconductor contains fullerene selected from the group which consists of fullerene and its derivative (s). 前記光電変換材料と前記フラーレン類の合計の含有量に対する前記フラーレン類の含有量(=前記フラーレン類の単層換算での膜厚/(前記光電変換材料の単層換算での膜厚+前記フラーレン類の単層換算での膜厚))が、50体積%以上である、請求項11に記載の光電変換素子。   Content of the fullerenes with respect to the total content of the photoelectric conversion material and the fullerenes (= film thickness in terms of a single layer of the fullerenes / (film thickness in terms of a single layer of the photoelectric conversion material + the fullerene The photoelectric conversion element according to claim 11, wherein the film thickness in terms of a single layer)) is 50% by volume or more. 前記導電性膜と前記透明導電性膜との間に電荷ブロッキング層が配置される、請求項9〜12のいずれか1項に記載の光電変換素子。   The photoelectric conversion element according to claim 9, wherein a charge blocking layer is disposed between the conductive film and the transparent conductive film. 前記電荷ブロッキング層が電子ブロッキング層であり、前記電子ブロッキング層を形成する化合物のイオン化ポテンシャルが5.5eV未満である、請求項13に記載の光電変換素子。   The photoelectric conversion element according to claim 13, wherein the charge blocking layer is an electron blocking layer, and an ionization potential of a compound forming the electron blocking layer is less than 5.5 eV. 前記光電変換膜が、真空蒸着法により成膜されたものである、請求項9〜14のいずれか1項に記載の光電変換素子。   The photoelectric conversion element of any one of Claims 9-14 whose said photoelectric conversion film is formed into a film by the vacuum evaporation method. 光が前記透明導電性膜を介して前記光電変換膜に入射される、請求項9〜15のいずれか1項に記載の光電変換素子。   The photoelectric conversion element of any one of Claims 9-15 in which light injects into the said photoelectric converting film through the said transparent conductive film. 前記透明導電性膜が、透明導電性金属酸化物からなる、請求項9〜16のいずれか1項に記載の光電変換素子。   The photoelectric conversion element of any one of Claims 9-16 in which the said transparent conductive film consists of a transparent conductive metal oxide. 請求項9〜17のいずれか1項に記載の光電変換素子を含む光センサ。   The optical sensor containing the photoelectric conversion element of any one of Claims 9-17. 請求項9〜17のいずれか1項に記載の光電変換素子を含む撮像素子。   The image pick-up element containing the photoelectric conversion element of any one of Claims 9-17. 請求項9〜17のいずれか1項に記載の光電変換素子の使用方法であって、
前記導電性膜と前記透明導電性膜とが一対の電極であり、前記一対の電極間に1×10-4〜1×107V/cmの電場を印加させる、光電変換素子の使用方法。
It is a usage method of the photoelectric conversion element of any one of Claims 9-17,
The method for using a photoelectric conversion element, wherein the conductive film and the transparent conductive film are a pair of electrodes, and an electric field of 1 × 10 −4 to 1 × 10 7 V / cm is applied between the pair of electrodes.
JP2013161758A 2013-08-02 2013-08-02 Photoelectric conversion material, photoelectric conversion element and method of using the same, optical sensor, imaging element Active JP6059616B2 (en)

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