CN102034933B - 光电转换装置，光电转换装置材料，光传感器和成像装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及光电转换装置，光电转换装置材料，光传感器和成像装置。光电子转换装置包括导电膜，有机光电转换膜和透明导电膜，其中所述有机光电转换膜含有由下式(1)表示的化合物和n型有机半导体，式(1)中R1和R2中的每一个独立地表示被取代的芳基，未被取代的芳基，被取代的杂芳基或未被取代的杂芳基，R3至R11中的每一个独立地表示氢原子或取代基，m表示0或1，n表示0以上的整数，R1和R2，R3和R4，R3和R5，R5和R6，R6和R8，R7和R8，R7和R9，或R10和R11可以彼此结合形成环，并且当n为2以上的整数时，在多个R7和R8中，一对R7，一对R8，或一对R7和R8可以彼此结合形成环。式(1)：

Description

光电转换装置，光电转换装置材料，光传感器和成像装置
技术领域
本发明涉及光电转换装置，光电转换装置材料，光传感器和成像装置。
背景技术
常规的光传感器通常为通过在半导体基板比如硅(Si)中形成光电二极管(PD)所制造的装置。关于固态成像装置，广泛地使用平面固态成像装置，其中将PD在半导体基板中二维排列，并且通过CCD或CMOS电路将对应于由在每个PD中光电转换所产生的信号电荷的信号读出。
用于实现彩色固态成像装置的方法通常是制造这样一种结构，其中在平面固态成像装置的光入射表面侧，设置仅透射特定波长的光的滤色片以用于颜色分离。特别地，其中将分别透射蓝(B)光、绿(G)光和红(R)光的滤色片规则地安置在二维排列的PD中的每一个上的单板固态成像装置作为当今在数码相机等中广泛使用的系统是广为人知的。
在这种单板固态成像装置中，因为滤色片仅透射有限波长的光，未能透射通过滤色片的光没有被利用并且光的利用效率是差的。此外，近年中，多像素装置的制造正在发展，并且像素尺寸以及进而光电二极管部件的面积变小，这带来了开口率减小和光采集效率降低的问题。
为了解决这些问题，已经建议了在纵向上层叠能够检测在不同波长的光的光电转换部件的系统。关于这样的系统，就所关心的可见光来说，公开了，例如：利用Si的吸收系数的波长依赖性的系统，其中形成了垂直层叠结构并且利用厚度上的不同分离颜色(专利文件1)；和其中形成了使用有机半导体的第一光接收部件以及各自由Si组成的第二和第三光接收部件的系统(专利文件2)。
然而，这样的系统的不利之处在于颜色分离差，因为吸收范围在Si厚度方向上的各个光接收部件中重叠并且分光性质差。
而且，具有在信号读出基板上形成有有机光电转换膜的结构的固态成像装置的开发正在进行。
在这种固态成像装置中，其任务具体是提高光电转换效率或减小暗电流，并且作为用于改进这些性质的方法，公开的是，例如，对前者而言引入pn-结(非专利文献1)或引入体相异质结(bulkheterojunction)结构(专利文献3)，以及对后者而言引入阻挡层(专利文献4)。
在通过引入pn-结或体相异质结结构来提高光电转换效率的情况下，暗电流的增加经常成为问题。此外，取决于材料的组合，光电转换效率的改善程度不同，并且在一些情况中，光信号量/暗时(darktime)噪声的比率没有比引入这种结构之前的比率提高。在采用以上方法的情况下，结合什么材料是重要的，并且特别地，当意欲降低暗时噪声时，这是难以通过传统报道的材料组合实现的。
作为描述使用有机材料的光电转换装置的文献，还已知的是专利文献5至7，非专利文献2和3等。
专利文献5描述了一种使用含有富勒烯的有机光电转换膜的装置，但是不可能仅通过富勒烯满足所有上述高光电转换效率，低暗电流和高光吸收。
专利文献6描述了一种含有噻吩，呋喃或吡咯的杂环化合物，而专利文献7和非专利文献2和3描述了采用使用噻吩衍生物和富勒烯衍生物的有机光电转换装置的太阳能电池。
[专利文献1]美国专利5,965,875
[专利文献2]JP-A-2003-332551(本文中使用的术语“JP-A”是指“未审查的公布日本专利申请”)
[专利文献3]JP-A-2002-076391
[专利文献4]JP-A-5-129576
[专利文献5]JP-A-2007-123707
[专利文献6]JP-A-2005-132914
[专利文献7]JP-A-2007-091714
[非专利文献1]应用物理简报(Appl.Phys.Lett.)，1986，48，183
[非专利文献2]美国化学会志(J.Am.Chem.Soc.)，2006，128，3459
[非专利文献3]化学通讯(Chem.Commun.)，2008，48，6489
发明内容
然而，专利文献5至7和非专利文献2和3的装置是目的在于用作太阳能电池的装置，并且既没有发现关于暗电流减小等的公开内容，也没有提及对于用于在成像装置中使用的光电转换装置的应用等。
本发明的一个目的是提供一种使用有机光电转换膜的光电转换装置，具体地，一种在光电转换效率方面优异的光电转换装置，和一种固态成像装置。
在有机光电转换装置中，为了实现高光吸收率，高光电转换效率和低暗电流，所使用的有机光电转换膜优选满足下列要求。
1.染料的摩尔吸光系数需要是高的。
2.就高效率而言，激子离解后的信号电荷需要在没有损失的条件下被即刻传输到两个电极。在少量的载流子捕获部位条件下的高的迁移率和高的电荷输送能力是必要的。
3.就高的光电转换效率而言，优选的是激子稳定化能小，并且通过外加电场或者由pn-结等在内部产生的电场的影响，激子可以被很快地解离(高的激子解离效率)。
4.为了尽量减少暗时在内部产生的载流子，优选选择使得在内部几乎不存在中间能级或者充当其原因之一的杂质的膜结构或材料。
5.在层叠多个层的情况下，需要匹配相邻层的能级，并且如果形成能垒，则这抑制电荷输送。
在通过气相沉积法形成有机光电转换膜的情况下，分解温度优选高于允许气相沉积的温度，因为在气相沉积过程中的热分解可以被抑制。涂覆法的有利之处在于膜可以在不受以上分解限制的条件下形成并且可以实现低成本，但是通过气相沉积法形成膜是优选的，因为易于形成均匀的膜并且可以减少可能的杂质混入。
作为深入研究的结果，本发明人已经发现了能够实现高光电转换效率和低暗电流的高吸收材料。
根据本发明人的研究，已经发现的是，当将由下式(1)表示的化合物和n型半导体组合使用时，得到在光电转换效率方面优异的光电转换装置。而且，已经发现，除由下式(1)表示的化合物以外，由下式(4)表示的化合物和由式(5)表示的化合物是可用作光电转换材料的新的化合物。
即，上述目的可以通过以下技术实现。
[1]一种光电转换装置，其包括导电膜，有机光电转换膜和透明导电膜，其中所述有机光电转换膜含有由下式(1)表示的化合物和n型有机半导体：
式(1)：
其中R1和R2中的每一个独立地表示被取代的芳基，未被取代的芳基，被取代的杂芳基或未被取代的杂芳基，R3至R11中的每一个独立地表示氢原子或取代基，条件是将酸基排除在外，m表示0或1，n表示0以上的整数，R1和R2，R3和R4，R3和R5，R5和R6，R6和R8，R7和R8，R7和R9，或R10和R11可以彼此结合形成环，并且当n为2以上的整数时，在多个R7和R8中，一对R7，一对R8，或一对R7和R8可以彼此结合形成环。
[2]根据以上[1]的光电转换装置，其中所述由式(1)表示的化合物是由下式(2)表示的化合物：
式(2)：
其中R1至R9，m和n具有与以上相同的含义，R11和R12中的每一个独立地表示氢原子或取代基，并且R11和R12可以彼此结合形成环。
[3]根据以上[2]的光电转换装置，其中所述由式(2)表示的化合物是由下式(3)表示的化合物：
式(3)：
其中R1至R9，m和n具有与以上相同的含义，R13和R14中的每一个独立地表示氢原子或取代基，并且R13和R14可以彼此结合形成环。
[4]根据以上[3]的光电转换装置，其中所述由式(3)表示的化合物是由下式(4)表示的化合物：
式(4)：
其中R1至R9，m和n具有与以上相同的含义，R15至R18中的每一个独立地表示氢原子或取代基，并且R15和R16，R16和R17，或R17和R18可以彼此结合形成环。
[5]根据以上[3]的光电转换装置，其中所述由式(3)表示的化合物是由下式(5)表示的化合物：
式(5)：
其中R1至R9，m和n具有与以上相同的含义，R15和R18至R22中的每一个独立地表示氢原子或取代基，并且R15和R19，R19和R20，R20和R21，R21和R22，或R22和R18可以彼此结合形成环。
[6]根据以上[1]至[5]中任一项的光电转换装置，其中所述n型有机半导体为富勒烯或富勒烯衍生物。
[7]根据以上[1]至[6]中任一项的光电转换装置，所述光电转换装置还包括电子阻挡膜。
[8]根据以上[7]的光电转换装置，其中以下列顺序层叠所述导电膜，所述电子阻挡膜，所述有机光电转换膜和所述透明导电膜，或以下列顺序层叠所述导电膜，所述有机光电转换膜，所述电子阻挡膜和所述透明导电膜。
[9]根据以上[1]至[8]中任一项的光电转换装置，其中式(1)中的n表示0至3的任何整数。
[10]根据以上[6]至[9]中任一项的光电转换装置，其中所述富勒烯或富勒烯衍生物与由式(1)表示的化合物的体积比(富勒烯或富勒烯衍生物/由式(1)表示的化合物×100(％))为50％以上。
[11]根据以上[1]至[10]中任一项的光电转换装置，其中光通过所述透明导电膜入射在所述有机光电转换膜上。
[12]根据以上[1]至[11]中任一项的光电转换装置，其中所述透明导电膜包含透明导电氧化物。
[13]根据以上[1]至[12]中任一项的光电转换装置，其中所述透明导电膜直接层叠在所述有机光电转换膜上。
[14]根据以上[1]至[13]中任一项的光电转换装置的使用方法，其中所述导电膜和所述透明导电膜限定一对电极，所述方法包括在所述一对电极之间施加1×10-4至1×107V/cm的电场。
[15]一种光传感器，其包括根据以上[1]至[13]中任一项的光电转换装置。
[16]一种成像装置，其包括根据以上[1]至[13]中任一项的光电转换装置。
[17]一种由下式(4)表示的化合物：
式(4)：
其中R1和R2中的每一个独立地表示被取代的芳基，未被取代的芳基，被取代的杂芳基或未被取代的杂芳基，R3至R9和R15至R18中的每一个独立地表示氢原子或取代基，m表示0或1，并且n表示0以上的整数，
R1和R2，R3和R4，R3和R5，R5和R6，R6和R8，R7和R8，R7和R9，R15和R16，R16和R17，或R17和R18可以彼此结合形成环，并且当n为2以上的整数时，在多个R7和R8中，一对R7，一对R8，或一对R7和R8可以彼此结合形成环。
[18]一种由下式(5)表示的化合物：
式(5)：
其中R1和R2中的每一个独立地表示被取代的芳基，未被取代的芳基，被取代的杂芳基或未被取代的杂芳基，R3至R9，R15和R18至R22中的每一个独立地表示氢原子或取代基，m表示0或1，并且n表示0以上的整数，
R1和R2，R3和R4，R3和R5，R5和R6，R6和R8，R7和R8，R7和R9，R15和R19，R19和R20，R20和R21，R21和R22，或R22和R18可以彼此结合形成环，并且当n为2以上的整数时，在多个R7和R8中，一对R7，一对R8，或一对R7和R8可以彼此结合形成环。
[19]一种光电转换装置，其包括导电膜，有机光电转换膜和透明导电膜，其中所述有机光电转换膜含有根据以上[17]或[18]的化合物。
[20]一种光传感器，其包括根据以上[19]的光电转换装置。
[21]一种成像装置，其包括根据以上[19]的光电转换装置。
根据本发明，可以提供一种在光电转换效率方面优异的有机光电转换装置和固态成像装置。
附图说明
图1A和图1B各自是显示光电转换装置的一个构造实例的示意性横截面图。
图2是成像装置的一个像素部分的示意性横截面图。
图3是在另一个构造实例中的成像装置的一个像素部分的示意性横截面图。
图4是在另一个构造实例中的成像装置的一个像素部分的示意性横截面图。
图5是在另一个构造实例中的成像装置的示意性部分表面视图。
图6是沿图5中所示的成像装置的X-X线切割的示意性横截面图。
[参考数字和标记的描述]
11下部电极(导电膜)
12光电转换层(光电转换膜)
15上部电极(透明导电膜)
16A电子阻挡层
16B空穴阻挡层
100，200，300，400成像装置
具体实施方式
以下描述根据本发明的光电转换装置的实施方案。
[取代基W]
以下描述取代基W。
取代基W包括：卤素原子，烷基(包括环烷基，二环烷基和三环烷基)，烯基(包括环烯基和二环烯基)，炔基，芳基，杂环基(heterocyclicgroup)(也可以称为杂环基团(heteroringgroup))，氰基，羟基，硝基，烷氧基，芳氧基，甲硅烷氧基，杂环氧基，酰氧基，氨甲酰氧基，烷氧羰基氧基，芳氧羰基氧基，氨基(包括苯胺基)，铵基，酰氨基，氨基羰基氨基，烷氧基羰基氨基，芳氧基羰基氨基，氨磺酰基氨基，烷基磺酰基氨基，芳基磺酰基氨基，巯基，烷硫基，芳硫基，杂环硫基，氨磺酰基，烷基亚磺酰基，芳基亚磺酰基，烷基磺酰基，芳基磺酰基，酰基，芳氧羰基，烷氧羰基，烷基羰基，氨基甲酰基，芳基偶氮基，杂环偶氮基，亚氨基，膦基，氧膦基，氧膦基氧基，氧膦基氨基，膦酰基，甲硅烷基，肼基，脲基和其它已知取代基。
更优选地，W表示例如下列(1)至(17)：
(1)卤素原子，
例如氟原子，氯原子，溴原子和碘原子；
(2)烷基，
直链的，支链的或环状的烷基：
(2-a)烷基，
优选地，碳数为1至30的烷基(例如，甲基，乙基，正丙基，异丙基，叔丁基，正辛基，二十烷基，2-氯乙基，2-氰基乙基，2-乙基己基)，和(2-b)环烷基，
优选地，碳数为3至30的取代的或未取代的环烷基(例如，环己基，环戊基，4-正十二烷基环己基)，
(3)烯基，
直链的，支链的或环状的碳数为2至30的烯基(例如，乙烯基，烯丙基，苯乙烯基)
(4)炔基，
优选地，碳数为2至30的炔基(例如，乙炔基，炔丙基，三甲基甲硅烷基乙炔基)；
(5)芳基，
优选地，碳数为6至30的芳基(例如，苯基，对甲苯基，萘基，间氯苯基，邻-十六酰基氨基苯基，二茂铁基)；
(6)杂环基，
优选地，通过从5-或6-元芳族或非芳族的杂环化合物移除一个氢原子而获得的单价基团，更优选地，碳数为2至50的5-或6-元芳族杂环基(例如，2-呋喃基，2-噻吩基，2-嘧啶基，2-苯并噻唑基；杂环基还可以为阳离子杂环基如1-甲基-2-吡啶子基(pyridinio)，1-甲基-2-喹啉子基(quinolinio))；
(7)烷氧基，
优选地，碳数为1至30的烷氧基(例如，甲氧基，乙氧基，异丙氧基，叔丁氧基，正辛氧基，2-甲氧基乙氧基)；
(8)芳氧基，
优选地，碳数为6至30的芳氧基(例如，苯氧基，2-甲基苯氧基，4-叔丁基苯氧基，3-硝基苯氧基，2-十四碳酰基氨基苯氧基)；
(9)氨基，
优选地，氨基，碳数为1至30的烷基氨基，或碳数为6至30的苯胺基(例如氨基，甲氨基，二甲基氨基，苯胺基，N-甲基-苯胺基和二苯基氨基)；
(10)烷硫基，
优选地，碳数为1至30的烷硫基(例如，甲硫基，乙硫基，正十六烷硫基)；
(11)芳硫基，
优选地，碳数为6至30的芳硫基(例如，苯硫基，对氯苯硫基，间甲氧基苯硫基)；
(12)杂环硫基，
优选地，碳数为2至30的取代的或未取代的杂环硫基(例如，2-苯并噻唑基硫基，1-苯基四唑-5-基硫基)；
(13)烷基-或芳基-亚磺酰基
优选地，碳数为1至30的取代的或未取代的烷基亚磺酰基，或碳数为6至30的取代的或未取代的芳基亚磺酰基(例如甲基亚磺酰基，乙基亚磺酰基，苯基亚磺酰基和对甲基苯基亚磺酰基)；
(14)烷基-或芳基-磺酰基，
优选地，碳数为1至30的烷基磺酰基，或碳数为6至30的芳基磺酰基(例如甲基磺酰基，乙基磺酰基，苯基磺酰基和对甲基苯基磺酰基)；
(15)酰基，
优选地，甲酰基，碳数为2至30的烷基羰基，碳数为7至30的芳基羰基，或通过碳原子与羰基结合的碳数为4至30的杂环羰基(例如乙酰基，新戊酰基，2-氯乙酰基，硬脂酰基，苯甲酰基，对-正辛氧基苯基羰基，2-吡啶基羰基和2-呋喃基羰基)；
(16)膦基，
优选地，碳数为2至30的膦基(例如，二甲基膦基，二苯基膦基，甲基苯氧基膦基)；和(17)甲硅烷基，
优选地，碳数为3至30的甲硅烷基(例如三甲基甲硅烷基，三乙基甲硅烷基，三异丙基甲硅烷基，叔丁基二甲基甲硅烷基，苯基二甲基甲硅烷基)。
[环R]
环R包括芳族的或非芳族的烃环，杂环，和由这些环进一步结合而形成的多环的稠环。其实例包括苯环，萘环，蒽环，菲环，芴环，苯并[9，10]菲环，并四苯环，联苯环，吡咯环，呋喃环，噻吩环，咪唑环，唑环，噻唑环，吡啶环，吡嗪环，嘧啶环，哒嗪环，中氮茚环，吲哚环，苯并呋喃环，苯并噻吩环，异苯并呋喃环，喹啉烷(quinolidine)环，喹啉环，酞嗪环，萘啶(naphthylidine)环，喹喔啉环，喹唑啉(quinoxazoline)环，异喹啉环，咔唑环，菲啶环，吖啶环，菲咯啉环，噻蒽环，色烯环，呫吨环，吩噻(phenoxathiine)环，吩噻嗪环和吩嗪环。
[光电转换装置]
本发明的光电转换装置包括导电膜，有机光电转换膜和透明导电膜。在一个优选实施方案中，光电转换装置除导电膜，有机光电转换膜和透明导电膜之外还具有电子阻挡层，并且此实施方案包括：其中以下列顺序层叠导电膜，电子阻挡膜，有机光电转换膜和透明导电膜的实施方案；和其中以下列顺序层叠导电膜，有机光电转换膜，电子阻挡膜和透明导电膜的实施方案。
有机光电转换膜包含由下式(1)表示的化合物和n-型半导体。
式(1)：
其中R1和R2中的每一个独立地表示被取代的芳基，未被取代的芳基，被取代的杂芳基或未被取代的杂芳基，R3至R11中的每一个独立地表示氢原子或取代基，条件是将酸基排除在外，m表示0或1，n表示0以上的整数，R1和R2，R3和R4，R3和R5，R5和R6，R6和R8，R7和R8，R7和R9，或R10和R11可以彼此结合形成环，并且当n为2以上的整数时，在多个R7和R8中，一对R7，一对R8，或一对R7和R8可以彼此结合形成环。
本发明的光电转换装置在光电转换膜中含有由式(1)表示的化合物和n型有机半导体，从而得到具有高光电转换效率的装置。其作用机理不是清楚地知道，但是推测的是，归因于该化合物的高摩尔消光系数以及通过与n型有机半导体(优选富勒烯或富勒烯衍生物)形成体相异质结结构而产生高度有效的电荷分离状态或高度有效的电荷输送路径，因此可以提高光电转换效率。
以下描述根据本发明的光电转换装置的优选实施方案。
图1A和1B显示本发明的光电转换装置的构造实例。
在图1A中所示的光电转换装置10a具有下述构造：层叠起下部电极作用的导电膜(以下称为下部电极)11，在下部电极11上形成的电子阻挡层16A(电子阻挡膜)，在电子阻挡层16A上形成的光电转换层12(有机光电转换膜)，和起上部电极作用的透明导电膜(以下称为上部电极)15。
图1B显示光电转换装置的另一个构造实例。图1B中所示的光电转换装置10b具有下述构造：电子阻挡层16A(电子阻挡膜)，光电转换层12(有机光电转换膜)，空穴阻挡层16B和上部电极15以此顺序层叠在下部电极11上。附带地，在图1A和图1B中，电子阻挡层，光电转换层和空穴阻挡层的层叠顺序可以根据用途或性质颠倒。
在这些情况下，光优选从上部电极(透明导电膜)上方入射在有机光电转换膜上。
此外，在使用这样的光电转换装置时，可以施加电场。在这种情况下，导电膜和透明导电膜限定一对电极，并且可以在所述一对电极之间施加例如1×10-4至1×107V/cm的电场。
下面描述组成根据此实施方案的光电转换装置的元件。
(电极)
电极(上部电极(透明导电膜)15和下部电极(导电膜)11)各自由导电材料构成。可以使用的导电材料的实例包括金属，合金，金属氧化物，导电化合物，及其混合物。
光从上部电极15入射，因此上部电极15需要对要检测的光足够透明。其具体实例包括：导电金属氧化物，例如掺杂锑或氟的氧化锡(ATO，FTO)，氧化锡，氧化锌，氧化铟，氧化铟锡(ITO)和氧化铟锌(IZO)；金属薄膜，例如金，银，铬和镍；这样的金属和这样的导电金属氧化物的混合物或层压体；无机导电物质，例如碘化铜和硫化铜；有机导电材料，例如聚苯胺，聚噻吩和聚吡咯；以及这样的材料和ITO的层压体。其中，鉴于高电导率、透明性等，优选导电金属氧化物。上部电极15被沉积在有机光电转换层12上，因此优选通过不导致有机光电转换层12的性质劣化的方法进行沉积。而且，上部电极15优选由透明导电氧化物组成。
下部电极11包括：根据用途，其中赋予透明性的情况，反之，使用能够反射光的材料而不赋予透明性的情况，等。其具体的实例包括：导电金属氧化物，例如掺杂锑或氟的氧化锡(ATO，FTO)，氧化锡，氧化锌，氧化铟，氧化铟锡(ITO)和氧化铟锌(IZO)；金属，例如金，银，铬，镍，钛，钨和铝；导电化合物，例如金属的氧化物和氮化物(例如，氮化钛(TiN))；这样的金属和这样的导电金属氧化物的混合物或层压体；无机导电物质，例如碘化铜和硫化铜；有机导电材料，例如聚苯胺，聚噻吩和聚吡咯；以及这样的材料和ITO或氮化钛的层压体。
不对用于形成电极的方法进行特别的限制，并且可以考虑电极材料性能适当地选择。具体地，电极可以例如通过下列方法形成：湿体系，例如印刷和涂覆；物理体系，例如真空沉积、溅射和离子电镀；或化学体系，例如CVD和等离子体CVD。
在电极材料为ITO的情况下，电极可以通过下列方法形成：例如电子束法，溅射法，电阻加热沉积法，化学反应法(例如，溶胶-凝胶法)和氧化铟锡分散体的涂覆。使用ITO制备的膜可以进一步进行例如UV-臭氧处理或等离子体处理。在电极材料为TiN的情况下，使用包括反应溅射法的各种方法，并且可以对形成的膜进一步进行UV-臭氧处理、等离子体处理等。
优选在无等离子体的状态下制备上部电极15。当在无等离子体的状态下制备上部电极15时，可以减少等离子体对基板的影响并可以获得良好的光电转换性质。本文中，无等离子体状态是指在上部电极15的沉积过程中不产生等离子体的状态，或其中从等离子体源至基板的距离为2cm以上，优选10cm以上，更优选20cm以上，并且到达基板的等离子体的量被减少的状态。
在上部电极15的沉积过程中不产生等离子体的设备的实例包括电子束沉积设备(EB沉积设备)和脉冲激光沉积设备。关于EB沉积设备或脉冲激光沉积设备，可以使用在例如YutakaSawada(审订)的TomeiDodenMakunoShinTenkai(透明导电膜的新发展(NewDevelopmentofTransparentConductiveFilm))，CMC(1999)，YutakaSawada(审订)的TomeiDodenMakunoShinTenkaiII(透明导电膜的新发展II(NewDevelopmentofTransparentConductiveFilmII))，CMC(2002)，TomeiDodenMakunoGijutsu(透明导电膜技术(TechnologyofTransparentConductiveFilm))，JSPS，Ohmsha(1999)及其中所引用文件中所述的设备。在下文中，通过使用EB沉积设备沉积透明电极膜的方法称为EB沉积法，而通过使用脉冲激光沉积设备沉积透明电极膜的方法称为脉冲激光沉积法。
关于能够实现其中从等离子体源到基板的距离为2cm以上，并且到达基板的等离子体的量被减少的状态的设备(下文中称为“无等离子体沉积设备”)，考虑对置靶溅射设备(opposed-targetsputteringapparatus)，电弧等离子体沉积法(arcplasmadepositionmethod)等，并且可使用的这样的设备的实例包括在YutakaSawada(审订)的TomeiDodenMakunoShinTenkai(透明导电膜的新发展(NewDevelopmentofTransparentConductiveFilm))，CMC(1999)，YutakaSawada(审订)的TomeiDodenMakunoShinTenkaiII(透明导电膜的新发展II(NewDevelopmentofTransparentConductiveFilmII))，CMC(2002)，TomeiDodenMakunoGijutsu(透明导电膜技术(TechnologyofTransparentConductiveFilm))，JSPS，Ohmsha(1999)及其中所引用文件中所述的那些设备。
在上部电极15是透明导电膜例如TCO的情况下，有时发生DC短路或渗漏电流增加。其原因之一被认为是，因为引入到光电转换层12中的细微裂缝被致密的膜如TCO所覆盖，从而提高了与在相反侧的第一电极膜11的传导。因此，在电极具有相对差的膜质量例如Al的情况下，渗漏电流几乎不增加。通过相对于光电转换层12的膜厚度(即，裂缝深度)控制上部电极15的膜厚度，可以极大地抑制渗漏电流的增加。上部电极15的厚度优选为光电转换层12的厚度的1/5以下，更优选1/10以下。
通常，当使导电膜的厚度小于某个范围时，引起电阻值的突然增加，但是在其中结合有根据此实施方案的光电转换装置的固态成像装置中，薄层电阻(sheetresistance)可以优选为100至10,000Ω/sq.，并且其中可以减小膜厚度的范围的自由度大。此外，因为上部电极(透明导电膜)15的厚度较小，吸收的光的量减少并且透光率通常增加。透光率的增加致使光电转换层12中光吸收增加以及光电转换性能提高，这是非常优选的。考虑到与膜厚度的减小相关的渗漏电流的抑制和薄膜的电阻值的增加以及透射率的增加，上部电极15的厚度优选为5至100nm，更优选5至20nm。
(光电转换层)
光电转换层含有由下式(1)表示的化合物：
式(1)：
其中R1和R2中的每一个独立地表示被取代的芳基，未被取代的芳基，被取代的杂芳基或未被取代的杂芳基，R3至R11中的每一个独立地表示氢原子或取代基，条件是将酸基排除在外，m表示0或1，n表示0以上的整数，
R1和R2，R3和R4，R3和R5，R5和R6，R6和R8，R7和R8，R7和R9，或R10和R11可以彼此结合形成环，并且当n为2以上的整数时，在多个R7和R8中，一对R7，一对R8，或一对R7和R8可以彼此结合形成环。
m表示0或1，并且优选为0。
n表示0以上的整数，并且优选表示0至3的整数。当n变大时，吸收波长范围允许保留在长波长侧，但是考虑到在可见区域具有适当的吸收，n更优选为0，1或2。
R1和R2中的每一个独立地表示被取代或未被取代的芳基或被取代或未被取代的杂芳基。
由R1和R2表示的芳基优选是碳数为6至30的芳基，更优选是碳数为6至20的芳基。芳基的具体实例包括苯基，萘基，联苯基，三联苯基，蒽基和芴基。
R1和R2中的被取代的芳基的取代基优选为烷基(例如，甲基，乙基，叔丁基)，烷氧基(例如，甲氧基，乙氧基，异丙氧基)，芳基(例如，苯基，萘基，菲基，蒽基)或杂芳基(例如，噻吩基，呋喃基，吡啶基，咔唑基)。
由R1和R2表示的芳基或被取代的芳基优选为苯基，烷基取代的苯基，联苯基，萘基，菲基，蒽基或取代的芴基(优选9，9’-二甲基-2-芴基)。
在R1和R2中的每一个为杂芳基的情况下，所述杂芳基优选为由5元环，6元环或7元环或它们的稠环组成的杂芳基。杂芳基中所包含的杂原子的实例包括氧原子，硫原子和氮原子。构成杂芳基的环的具体实例包括呋喃环，噻吩环，吡咯环，吡咯啉环，吡咯烷环，唑环，异唑环，噻唑环，异噻唑环，咪唑环，咪唑啉环，咪唑烷环，吡唑环，吡唑啉环，吡唑烷环，三唑环，呋咱(furazane)环，四唑环，吡喃环，噻喃(thiine)环，吡啶环，哌啶环，嗪环，吗啉环，噻嗪环，哒嗪环，嘧啶环，吡嗪环，哌嗪环和三嗪环。
稠环的实例包括苯并呋喃环，异苯并呋喃环，苯并噻吩环，吲哚环，吲哚满环，异吲哚环，苯并唑环，苯并噻唑环，吲唑环，苯并咪唑环，喹啉环，异喹啉环，噌啉环，酞嗪环，喹唑啉环，喹喔啉环，二苯并呋喃环，咔唑环，呫吨环，吖啶环，菲啶环，菲咯啉环，吩嗪环，吩嗪环，噻蒽环，吲嗪环，喹啉烷(quinolidine)环，奎宁环，萘啶(naphthylidine)环，嘌呤环和蝶啶环。
R1和R2中的被取代的杂芳基的取代基优选为烷基(例如，甲基，乙基，叔丁基)，烷氧基(例如，甲氧基，乙氧基，异丙氧基)，芳基(例如，苯基，萘基，菲基，蒽基)或杂芳基(例如，噻吩基，呋喃基，吡啶基，咔唑基)。
由R1和R2表示的杂芳基或被取代的杂芳基优选为噻吩基，被取代的噻吩基，呋喃基或咔唑基。
R1和R2中的每一个优选为被取代或未被取代的苯基，被取代或未被取代的萘基，被取代或未被取代的联苯基，被取代或未被取代的蒽基，被取代或未被取代的芴基，或包含选自下列的环的基团：呋喃环，噻吩环，苯并呋喃环，异苯并呋喃环，苯并噻吩环和咔唑环。
在式(1)中，R3至R11中的每一个独立地表示氢原子或取代基，条件是将酸基排除在外。在R3至R11中的每一个表示取代基的情况下，取代基的实例包括取代基W。由R3至R11表示的取代基优选为卤素原子，烷基，烯基，炔基，环烷基，烷氧基，烷基羰基，烷硫基，芳基，杂芳基或巯基，更优选地，卤素原子(例如，氟，氯，溴，碘)，碳数为1至20(优选地，碳数为1至10)的烷基，碳数为2至20(优选地，碳数为2至10)的烯基，碳数为2至20(优选地，碳数为2至10)的炔基，碳数为3至8(优选地，碳数为4至6)的环烷基，碳数为1至20(优选地，碳数为1至10)的烷氧基，碳数为1至20(优选地，碳数为1至10)的烷硫基，碳数为6至30(优选地，碳数为6至20)的芳基，包含5-，6-或7-元环或其稠环、至少含有氧原子，硫原子和氮原子中的任何一个作为杂原子的杂芳基，或巯基。
以上所述的烷基，烯基，炔基可以是直链或支链的。
在R3至R8中的每一个为取代基的情况下，取代基更优选为碳数为1至10的烷基，碳数为2至10的烯基，碳数为1至10的烷氧基，或碳数为1至10的烷硫基。
特别地，烷基优选为甲基，乙基，丙基，异丙基或叔丁基。
烯基优选为乙烯基(CH2＝CH-)或烯丙基(CH2＝CHCH2-)。
在R9为取代基的情况下，取代基更优选碳数为1至10的烷基。R9优选为氢原子，甲基或乙基，更优选为氢原子。
在R3至R11中的每一个表示取代基的情况下，取代基可以具有另外的取代基。另外的取代基的实例包括取代基W。在这些中，优选卤素原子，烷基(优选碳数为1至6)和芳基(优选碳数为6至10)。
R1和R2，R3和R4，R3和R5，R5和R6，R6和R8，R7和R8，R7和R9，或R10和R11可以彼此结合形成环，并且当n为2以上的整数时，在多个R7和R8中，一对R7，一对R8，或一对R7和R8可以彼此结合形成环。
所形成的环的实例包括环R。优选实例包括但不限于下列各项。而且，下列各项可以以任何组合使用。
·其中R1和R2与R1和R2结合的氮原子一起结合形成咔唑环的情况。
·其中R5和R6结合形成苯环或二烷环的情况(在此情况下，该环与通过将R5和R6结合形成的噻吩环结合形成3，4-亚乙基二氧噻吩环)。
·其中m为1以上并且其中R3和R5结合形成苯环，或其中R3或R5为含硫原子的基团并且这些成员结合形成噻吩环的情况。
·其中n为1以上并且其中R6和R8结合形成苯环，或其中R6或R8为含硫原子的基团并且这些成员结合形成噻吩环的情况。
·其中m为2以上并且其中一对R3和R5以及一对R3和R3’各自结合形成萘环，或其中R3或R5以及R3或R3’为含硫原子的基团，并且每一对结合形成苯并噻吩环的情况。
·其中n为2以上并且其中一对R6和R8以及一对R8和R8’各自结合形成萘环，或其中R6或R8以及R8或R8’为含硫原子的基团，并且每一对结合形成苯并噻吩环的情况。
由R10和R11形成的环的实例包括1，3-茚满二酮，1，3-苯并茚满二酮，1，3-环己二酮，5，5-二甲基-1，3-环己二酮，1，3-二烷-4，6-二酮，1-苯基-2-吡唑啉-5-酮，3-甲基-1-苯基-2-吡唑啉-5-酮，1-(2-苯并噻唑基)-3-甲基-2-吡唑啉-5-酮和嘧啶-2，4，6-三酮。
由式(1)表示的化合物优选为由下式(2)表示的化合物。
式(2)：
其中R1至R9，m和n具有与以上相同的含义，R11和R12中的每一个独立地表示氢原子或取代基，并且R11和R12可以彼此结合形成环。
在由R11和R12形成环的情况下，环的实例包括由R10和R11形成的环的那些。
由式(2)表示的化合物优选是由下式(3)表示的化合物。
式(3)：
其中R1至R9，m和n具有与以上相同的含义，R13和R14中的每一个独立地表示氢原子或取代基，并且R13和R14可以彼此结合形成环。
在由R13和R14形成环的情况下，环的实例包括环R。在这些中，优选苯环，萘环和蒽环。
由式(3)表示的化合物优选是由下式(4)表示的化合物或由下式(5)表示的化合物。
式(4)：
(其中R1至R9，m和n具有与以上相同的含义，R15至R18中的每一个独立地表示氢原子或取代基，并且R15和R16，R16和R17，或R17和R18可以彼此结合形成环)。
式(5)：
(其中R1至R9，m和n具有与以上相同的含义，R15和R18至R22中的每一个独立地表示氢原子或取代基，并且R15和R19，R19和R20，R20和R21，R21和R22，或R22和R18可以彼此结合形成环)。
在式(4)和(5)中，R15至R22中的每一个优选为氢原子，卤素原子，碳数为1至10的烷基，碳数为6至20的芳基，或包含5-，6-或7-元环或其稠环、至少含有氧原子，硫原子和氮原子中的任一个作为杂原子的杂芳基，更优选地，氢原子，氟原子，碳数为1至10的烷基，或碳数为6至20的芳基。
由式(4)表示的化合物和由式(5)表示的化合物是没有在文献中发现的新的化合物，并且特别可以用作光传感器和光电池中使用的光电转换材料。而且，作为其它的应用，该化合物可以例如用作着色材料，液晶材料，有机半导体材料，有机发光装置材料，电荷输送材料，医疗材料，和荧光诊断剂材料。
由式(1)至(5)表示的化合物可以例如根据下列反应(当原料二溴噻吩衍生物是对称的时)合成。
以上每一个反应可以参考已知的合成技术进行。由溴代形式合成醛形式可以通过参考有机化学杂志(J.Org.Chem.)，2000，65，9120进行。与胺的反应已知为Buchwald-Hartwig反应(参见，有机合成(Org.Synth.)，2004，10，423，和有机合成(Org.Synth.)，2002，78，23)。醛形式和1，3-二酮的反应已知为Knoevenagel缩合反应(参见，Ber.Deutsch.Chem.Ges..，1898，31，2596)。醛形式和单酮的反应已知为醇醛缩合反应(参见，美国化学会志(J.Am.Chem.Soc.)，1979，101，1284)。
在原料不对称的情况下(当m≥1并且n＝0时)，该化合物可以根据下列反应合成。
SMEAH：双(2-甲氧基乙氧基)铝氢化钠
起始化合物可以根据药物化学杂志(J.Med.Chem.)，2007，50，4793中所述的方法合成。从酯形式至醛形式的还原反应可以通过参考合成(Synthesis)，2003，822进行。
此外，当m＝0而n≥1时，该化合物可以根据下列反应合成。
起始化合物可以根据药物化学杂志(J.Med.Chem.)，2003，46，2446中所述的方法合成。使用NBS(N-溴代琥珀酰亚胺)的溴化可以通过参考四面体(Tetrahedron)，2001，17，3785进行。
而且，当m为2以上并且环由R7和R8’形成时，该化合物可以根据下列反应合成。
溴形式和硼酸的偶联反应已知为Suzuki-Miyaura偶联反应(参见，四面体通讯(TetrahedronLett.)，1979，3437)。
在式中，R1，R2，R5，R6，R11和R12具有与以上相同的含义。
由式(5)表示的化合物优选为由下式(11)和下式(12)表示的化合物。
式(11)：
其中R1，R2，R5，R6，R9，R15和R18至R22具有与以上相同的含义，并且优选范围也相同。
式(12)：
其中R1，R2，R5，R7，R9，R15和R18至R22具有与以上相同的含义，并且优选范围也相同。
(分子量)
从对膜制备的适用性来看，由式(1)表示的化合物的分子量优选为300至1,500，更优选350至1,200，更加优选400至900。如果分子量太小，则由于挥发使得沉积的光电转换膜厚度减小，而如果分子量过大，则无法气相沉积该化合物并且无法制造光电转换装置。
(熔点)
从沉积稳定性来看，由式(1)表示的化合物的熔点优选为200℃以上，更优选250℃以上，更加优选280℃以上。如果熔点低，则化合物在气相沉积前就熔化掉，使得无法稳定地沉积膜，并且此外，化合物的分解产物增加而使光电转换性能劣化。
(吸收光谱)
从在可见区中广泛地吸收光的观点来看，以式(I)表示的化合物的吸收光谱中的峰值波长优选为450至700nn，更优选480至700nm，更加优选510至680nm。
(峰值波长的摩尔消光系数)
从有效地利用光的观点来看，由式(1)表示的化合物的摩尔消光系数优选较高，并且优选为300,000M-1cm-1以上，更优选50,000M-1cm-1以上，更加优选70,000M-1cm-1以上。
以下举例说明由式(1)表示的化合物的具体实例，但是本发明不限于它们。
光电转换层12含有n型有机半导体。
n型有机半导体为受体型有机半导体并且表示具有容易接受电子的性质的有机化合物，主要以电子输送有机化合物为典型。更具体地，这是在使两种有机化合物接触使用时具有更大电子亲和势的有机化合物。因此，对于受体型有机化合物，可以使用任何有机化合物，只要其为具有电子接受性质的有机化合物即可。其实例包括富勒烯衍生物，稠合芳族碳环化合物(萘衍生物，蒽衍生物，菲衍生物，并四苯衍生物，芘衍生物，苝衍生物和荧蒽衍生物)，含有氮原子、氧原子或硫原子的5元至7元杂环化合物(例如，吡啶，吡嗪，嘧啶，哒嗪，三嗪，喹啉，喹喔啉，喹唑啉，酞嗪，噌啉，异喹啉，蝶啶，吖啶，吩嗪，菲咯啉，四唑，吡唑，咪唑，噻唑，唑，吲唑，苯并咪唑，苯并三唑，苯并唑，苯并噻唑，咔唑，嘌呤，三唑并哒嗪，三唑并嘧啶，四氮杂茚(tetrazaindene)，二唑，咪唑并吡啶，吡喃烷(pyralidine)，吡咯并吡啶，噻二唑并吡啶，二苯并氮杂(dibenzazepine)，三苯并氮杂(tribenzazepine))，聚亚芳基化合物，芴化合物，环戊二烯化合物，甲硅烷基化合物，配体为含氮杂环化合物的金属络合物。
富勒烯表示富勒烯C60，富勒烯C70，富勒烯C76，富勒烯C78，富勒烯C80，富勒烯C82，富勒烯C84，富勒烯C90，富勒烯C96，富勒烯C240，富勒烯Cs40，混合的富勒烯或富勒烯纳米管，并且富勒烯衍生物表示通过向这样的富勒烯添加取代基获得的化合物。取代基优选为烷基，芳基或杂环基。
JP-A-2007-123707中描述的化合物优选作为富勒烯衍生物。
对于富勒烯和富勒烯衍生物，还可以使用例如KikanKagakuSosetsu(科学综述季刊(ScientificReviewQuarterly))，第43期，由TheChemicalSocietyofJapan编辑(1999)，JP-A-10-167994，JP-A-11-255508，JP-A-11-255509，JP-A-2002-241323和JP-A-2003-196881中描述的化合物。
富勒烯和富勒烯衍生物中，富勒烯是优选的，并且富勒烯C60是更优选的。
光电转换膜优选具有在将由式(1)表示的化合物和富勒烯或富勒烯衍生物混合的状态下形成的体相异质结结构。其中包含的异质结结构抵偿了光电转换层中载流子扩散长度短的缺点，借此可以提高光电转换层的光电转换效率。附带地，体相异质结结构被详细地描述在例如JP-A-2005-303266，第[0013]段和第[0014]段中。
富勒烯或富勒烯衍生物相对于由式(1)表示的化合物的体积比(富勒烯或富勒烯衍生物/由式(1)表示的化合物×100(％))优选为50％以上，更优选80-1,000％(体积比)，更加优选100至700％(体积比)。
光电转换层可以通过干沉积法或湿沉积法沉积。干沉积法的具体实例包括物理气相生长法比如真空沉积法，溅射法，离子电镀法和MBE法，以及CVD法比如等离子体聚合。对于湿沉积法，使用流延法，旋涂法，浸渍法，LB法等。干沉积法是优选的，并且真空沉积法是更优选的。在通过真空沉积法沉积层的情况下，可以根据常规方法设定制备条件比如真空度和气相沉积温度。
光电转换层的厚度优选为10至1,000nm，更优选50至800nm，更加优选100至500nm。在厚度为10nm以上的条件下，获得适宜的抑制暗电流的效果，并且在厚度为1,000nm以下的条件下，获得适宜的光电转换效率。
(电子阻挡层)
对于电子阻挡层，可以使用供电子有机材料。具体地，可以使用的低分子材料的实例包括芳族二胺化合物如N，N′-双(3-甲基苯基)-(1，1′-联苯)-4，4′-二胺(TPD)和4，4′-双[N-(萘基)-N-苯基氨基]联苯(α-NPD)，唑，二唑，三唑，咪唑，咪唑酮，茋衍生物，吡唑啉酮衍生物，四氢咪唑，聚芳基烷烃，丁二烯，4，4′，4″-三(N-(3-甲基苯基)N-苯基氨基)三苯胺(m-MTDATA)，卟啉化合物例如卟吩，四苯基卟吩铜，酞菁，酞菁铜和酞菁氧钛(titaniumphthalocyanineoxide)，三唑衍生物，二唑衍生物，咪唑衍生物，聚芳基烷烃衍生物，吡唑啉衍生物，吡唑啉酮衍生物，苯二胺衍生物，缩苯胺(anilamine)衍生物，氨基取代的查耳酮衍生物，唑衍生物，苯乙烯基蒽衍生物，芴酮衍生物，腙衍生物，硅氮烷衍生物。对于聚合物材料，可以使用例如亚苯基亚乙烯基，芴，咔唑，吲哚，芘，吡咯，皮考啉，噻吩，乙炔和联乙炔，或其衍生物的聚合物。可以使用具有足够空穴传输性的化合物，即使它不是供电子化合物。
具体地，在JP-A-2008-72090，第[0083]至[0089]段中描述的化合物是优选的。
(空穴阻挡层)
对于空穴阻挡层，可以使用电子接受有机材料。
可以使用的电子接受材料的实例包括：二唑衍生物，例如1，3-双(4-叔丁基苯基-1，3，4-二唑基)苯撑(OXD-7)；蒽醌二甲烷(anthraquinodimethane)衍生物；二苯基醌衍生物；浴铜灵，红菲咯啉及它们的衍生物；三唑化合物；三(8-羟基喹啉根合(quinolinato))铝配合物；双(4-甲基-8-喹啉根合)铝配合物；二苯乙烯基亚芳基(distyrylarylene)衍生物；和矽咯(silole)化合物。而且，可以使用具有足够的电子传输性的材料，即使所述材料不是电子接受有机材料。可以使用基于卟啉的化合物，基于苯乙烯基的化合物，例如DCM(4-二氰基亚甲基-2-甲基-6-(4-(二甲氨基苯乙烯基))-4H吡喃)，和基于4H-吡喃的化合物。特别地，JP-A-2008-72090，第[0073]至[0078]段中描述的化合物是优选的。
电子阻挡层/空穴阻挡层的厚度优选为10至200nm，更优选30至150nm，更加优选50至100nm，因为如果此厚度太小则抑制暗电流的效果减小，而如果厚度过大，则光电转换效率劣化。
[光传感器]
光电转换装置被粗略地分类为光电池和光传感器，并且本发明的光电转换装置适合用于光传感器。光传感器可以为单独使用上述光电转换装置的光传感器，或者可以处于其中将光电转换装置线性排列的线传感器(linesensor)的模式，或者处于其中将光电转换装置排列在平面上的二维传感器的模式。本发明的光电转换装置通过以下方式起成像装置的作用：在线传感器中，在使用光学系统和驱动部件例如扫描器的条件下将光学图像信息转换为电信号；以及在二维传感器中，借助于光学系统在传感器上形成光学图像信息的图像并且将其转换为电信号如成像模数。
光电池是发电装置，因此将光能转换为电能的效率是重要的性能，而作为在暗处中电流的暗电流没有变成功能方面的问题。此外，在后期比如滤色片的安置中不需要加热步骤。在光传感器中，光/暗信号到电信号的高精度转换是重要的性能，并进而将光通量转换为电流的效率也是重要的性能。此外，在暗处输出时的信号成为噪声，因此低的暗电流是必需的。此外，对于在稍后阶段中步骤的耐受性也是重要的。
[成像装置]
下面描述配备有光电转换装置的成像装置的构造实例。在下列构造实例中，具有与上述构件相同的构造/作用的构件等在图中由相同或相似的符号或标记表示，并且对它们的描述被简化或省略。
成像装置是将图像的光学信息转换为电信号的装置，其中将多个光电转换装置排列在基体的相同平面上并且其中可以将光信号在每个光电转换装置(像素)中转换为电信号，并且每个像素可以相继将电信号输出到成像装置的外部。因此，对于每一个像素，成像装置具有一个光电转换装置和一个或多个晶体管。
(成像装置的第一构造实例)
图2是成像装置的一个像素部分的示意性横截面图。
在成像装置100中，各自构成一个像素的大量像素在同一平面上以阵列方式布置，并且图像数据的单像素数据(one-pixeldata)可以由从一个像素获得的信号产生。
图2中所示的成像装置的一个像素由n型硅基板1，在n型硅基板1上形成的透明绝缘膜7，和光电转换装置组成，所述光电转换装置由在绝缘膜7上形成的下部电极101，在下部电极101上形成的光电转换层102和在光电转换层102上形成的含透明电极材料的上部电极104组成。在光电转换装置上形成具有安置在其中的开口的遮光膜14，并且在上部电极104上形成透明绝缘膜105。
在n型硅基板1的内部，p型杂质区域(以下简称为“p区域”)4，n型杂质区域(以下简称为“n区域”)3，和p区域2以深度增大的顺序形成。在p区域4中，在被遮光膜14遮光的部分的表面部分中形成高浓度p区域6，并且p区域6被n区域5包围。
从n型硅基板1的表面到p区域4和n区域3之间的pn结平面的深度被设置为蓝光被吸收的深度(约0.2μm)。因此，p区域4和n区域3形成吸收蓝光并因此积累电荷的光电二极管(B光电二极管)。
从n型硅基板1的表面到p区域2和n型硅基板1之间的pn结平面的深度被设置为红光被吸收的深度(约2μm)。因此，p区域2和n型硅基板1形成吸收红光并因此积累电荷的光电二极管(R光电二极管)。
p区域6经由在钻通绝缘膜7的开口中形成的连接部9电连接至下部电极101。由下部电极101捕获的空穴与p区域6中的电子复合，并且因此复位时(onsetting)p区域6中积累的电子的数量根据捕获的空穴的数量而减少。通过绝缘膜8使连接部9与除了下部电极101和p区域6以外的部分电绝缘。
通过由在n型硅基板1内部形成的p沟道MOS晶体管组成的MOS电路(未显示)根据电荷的量将p区域2中积累的电子转换为信号；通过由在n区域3内部形成的p沟道MOS晶体管组成的MOS电路(未显示)根据电荷的量将p区域4中积累的电子转换为信号；通过由在n区域5内部形成的p沟道MOS晶体管组成的MOS电路(未显示)根据电荷的量将p区域6中积累的电子转换为信号；并将这些信号输出到成像装置100的外部。用布线10将每个MOS电路与信号读出垫(pad)(未显示)连接。附带地，当在p区域2和p区域4中安置引出电极(extractorelectrode)并且施加预定的复位电势(resetpotential)时，每个区域被耗尽(deplete)并且每个pn结部件的电容变为无限小的值，由此可以使结平面中产生的电容极小。
由于这样的构造，G光可以通过光电转换层102而被光电转换，而B光和R光可以分别通过n型硅基板1中的B光电二极管和R光电二极管被光电转换。而且，因为G光首先在上部被吸收，因此在B-G之间和G-R之间达到了极好的色分离。与如下类型的成像装置比较，这是极为优异的特点：三个PD被层叠在硅基板的内部，并且所有的BGR光都在硅基板的内部被分离。
(成像装置的第二构造实例)
在此实施方案中，代替如图2的成像装置中两个光电二极管被层叠在硅基板1内部的构造，将两个光电二极管在与入射光的入射方向垂直的方向上排列，从而可以在p型硅基板的内部检测两种颜色的光。
图3是此构造实例的成像装置的一个像素部分的横截面示意图。
图3中所示成像装置200的一个像素由n型硅基板17和光电转换装置组成，所述光电转换装置由在n型硅基板17上方形成的下部电极101，在下部电极101上形成的光电转换层102，和在光电转换层102上形成的上部电极104组成。在光电转换装置上形成具有安置在其中的开口的遮光膜34，并且在上部电极104上形成透明绝缘膜33。
在遮光膜34的开口之下的n型硅基板17的表面上，形成并列位于n型硅基板17的所述表面上的由n区域19和p区域18组成的光电二极管和由n区域21和p区域20组成的光电二极管。n型硅基板17表面上的任意平面方向成为与入射光的入射方向垂直的方向。
在由n区域19和p区域18组成的光电二极管上方，经由透明绝缘膜24形成能够透射B光的滤色片28，并在其上形成下部电极101。在由n区域21和p区域20组成的光电二极管上方，经由透明绝缘膜24形成能够透射R光的滤色片29，并在其上形成下部电极101。滤色片28和29的外围覆盖有透明绝缘膜25。
由n区域19和p区域18组成的光电二极管起到基板内光电转换部件的作用，其吸收通过滤色片28透射的B光，因此产生电子并在p区域18中积累产生的电子。由n区域21和p区域20组成的光电二极管起到基板内光电转换部件的作用，其吸收通过滤色片29透射的R光，因此产生电子并在p区域20中积累产生的空穴。
在n型硅基板17表面上被遮光膜34遮光的部分中，形成p区域23，并且p区域23的外围被n区域22包围。
经由在钻通绝缘膜24和25的开口中形成的连接部27，将p区域23与下部电极101电连接。由下部电极101捕获的空穴与p区域23中的电子复合并且因此复位时p区域23中积累的电子的数量根据捕获的空穴的数量而减少。通过绝缘膜26使连接部27与除了下部电极101和p区域23以外的部分电绝缘。
通过由在n型硅基板17内部形成的p沟道MOS晶体管组成的MOS电路(未显示)根据电荷的量将p区域18中积累的电子转换为信号；通过由在n型硅基板17内部形成的p沟道MOS晶体管组成的MOS电路(未显示)根据电荷的量将p区域20中积累的电子转换为信号；通过由在n区域22内部形成的n沟道MOS晶体管组成的MOS电路(未显示)根据电荷的量将p区域23中积累的电子转换为信号，并将这些信号输出到成像装置200的外部。通过布线35将每个MOS电路与信号读出垫(未显示)连接。
就此而论，代替MOS电路，信号读出部可以由CCD和放大器组成，即，可以是这样的信号读出部：在p区域18，p区域20和p区域23中积累的电子被读出到在n型硅基板17内部形成的CCD中，然后通过CCD传送至放大器，并且从放大器输出相应于传送的电子的信号。
以此方式，信号读出部包括CCD结构和CMOS结构，但是考虑到功耗，高速读出，像素加算，部分读出等，优选CMOS。
附带地，在图3的成像装置中，R光和B光的色分离是通过滤色片28和29进行的，但是代替提供滤色片28和29，可以分别调节在p区域20和n区域21之间的pn结平面的深度和在p区域18和n区域19之间的pn结平面的深度，以通过相应的光电二极管吸收R光和B光。
也可以在n型硅基板17和下部电极101之间(例如，在绝缘膜24和n型硅基板17之间)形成由无机材料组成的无机光电转换部件，该无机材料吸收透过光电转换层102的光，相应地产生电荷并积累电荷。在此种情况下，用于读出相应于无机光电转换部件的电荷积累区域中积累的电荷的信号的MOS电路可以安置在n型硅基板17的内部，并且也可以将布线35与此MOS电路连接。
而且，可以采取：其中将一个光电二极管安置在n型硅基板17的内部并且将多个光电转换部件层叠在n型硅基板17上方的构造；其中将多个光电二极管安置在n型硅基板17的内部并且将多个光电转换部件层叠在n型硅基板17上方的构造；或当不需要形成彩色图像时，其中将一个光电二极管安置在n型硅基板17的内部并且层叠仅一个光电转换部件的构造。
(成像装置的第三构造实例)
此实施方案的成像装置具有这样的构造，其中不在硅基板的内部安置光电二极管，并且将多个(这里，3个)光电转换装置层叠在硅基板的上方。
图4是此构造实例的成像装置的一个像素部分的横截面示意图。
图4中所示的成像装置300具有这样的构造：其中R光电转换装置，B光电转换装置，和G光电转换装置依次层叠在硅基板41上方。
在硅基板41的上方，R光电转换装置由以下组成：下部电极101r，在下部电极101r上形成的光电转换层102r，和在光电转换层102r上形成的上部电极104r。
B光电转换装置由以下组成：层叠在R光电转换装置的上部电极104r上的下部电极101b，在下部电极101b上形成的光电转换层102b，和在光电转换层102b上形成的上部电极104b。
G光电转换装置由以下组成：层叠在B光电转换装置的上部电极104b上的下部电极101g，在下部电极101g上形成的光电转换层102g，和在光电转换层102g上形成的上部电极104g。本构造实例的成像装置具有其中R光电转换装置，B光电转换装置和G光电转换装置依此顺序层叠的构造。
透明绝缘膜59在R光电转换装置的上部电极104r和B光电转换装置的下部电极101b之间形成，并且透明绝缘膜63在B光电转换装置的上部电极104b和G光电转换装置的下部电极101g之间形成。遮光膜68在G光电转换装置的上部电极104g上除了开口的区域内形成，并且形成透明绝缘膜67以覆盖上部电极104g和遮光膜68。
在R，G和B光电转换装置的每一个中所包含的下部电极，光电转换层和上部电极可以具有与上述的光电转换装置中相同的构造。然而，光电转换层102g含有能够吸收绿光并相应地产生电子和空穴的有机材料，光电转换层102b含有能够吸收蓝光并相应地产生电子和空穴的有机材料，而光电转换层102r含有能够吸收红光并相应地产生电子和空穴的有机材料。
在硅基板41表面上被遮光膜68遮光的部分中，形成p区域43，45和47，并且这些区域的外围被n区域42，44和46分别包围。
经由在钻通绝缘膜48的开口中形成的连接部54，将p区域43与下部电极101r电连接。由下部电极101r捕获的空穴与p区域43中的电子复合并且因此复位时p区域43中积累的电子的数量根据捕获的空穴的数量而减少。通过绝缘膜51使连接部54与除了下部电极101r和p区域43以外的部分电绝缘。
经由在钻通绝缘膜48，R光电转换装置和绝缘膜59的开口中形成的连接部53，将p区域45与下部电极101b电连接。由下部电极101b捕获的空穴与p区域45中的电子复合并且因此复位时p区域45中积累的电子的数量根据所捕获的空穴的数量而减少。通过绝缘膜50使连接部53与除了下部电极101b和p区域45以外的部分电绝缘。
经由在钻通绝缘膜48，R光电转换装置，绝缘膜59，B光电转换装置和绝缘膜63的开口中形成的连接部52，将p区域47与下部电极101g电连接。由下部电极101g捕获的空穴与p区域47中的电子复合并且因此复位时p区域47中积累的电子的数量根据捕获的空穴的数量而减少。通过绝缘膜49使连接部52与除了下部电极101g和p区域47以外的部分电绝缘。
通过由在n区域42内部形成的p沟道MOS晶体管组成的MOS电路(未显示)根据电荷的量将p区域43中积累的电子转换为信号；通过由在n区域44内部形成的p沟道MOS晶体管组成的MOS电路(未显示)根据电荷的量将p区域45中积累的电子转换为信号；通过由在n区域46内部形成的p沟道MOS晶体管组成的MOS电路(未显示)根据电荷的量将p区域47中积累的电子转换为信号；并且这些信号被输出到成像装置300的外部。通过布线55将每个MOS电路与信号读出垫(未显示)连接。附带地，代替MOS电路，信号读出部可以由CCD和放大器组成，即，可以是这样的信号读出部：在p区域43，45和47中积累的电子被读出到在硅基板41内部形成的CCD中，然后通过CCD传送至放大器，并且从放大器输出相应于传送的电子的信号。
在以上描述中，能够吸收B光的光电转换层是指可以至少吸收波长为400至500nm的光，并且其中在以上波长范围内的峰值波长的吸收率优选为50％以上的层。能够吸收G光的光电转换层是指可以至少吸收波长为500至600nm的光，并且其中在以上波长范围内的峰值波长的吸收率优选为50％以上的层。能够吸收R光的光电转换层是指可以至少吸收波长为600至700nm的光，并且其中在以上波长范围内的峰值波长的吸收率优选为50％以上的层。
(成像装置的第四构造实例)
图5是用于描述本发明的实施方案的成像装置的示意性部分表面图。图6是沿图5中所示的成像装置的A-A线切割的示意性横截面图。
p-阱层402形成在n型硅基板401上。在以下内容中，将n型硅基板401和p-阱层402共同地称为半导体基板。在半导体基板上方的同一平面中的行方向上和以直角与行方向交叉的列方向上，三种类型的滤色片，即主要透射R光的滤色片413r，主要透射G光的滤色片413g和主要透射B光的滤色片413b，各自以多数形式排列。
至于滤色片413r，可以使用已知的材料，但是该材料透射R光。至于滤色片413g，可以使用已知的材料，但是该材料透射G光。至于滤色片413b，可以使用已知的材料，但是该材料透射B光。
至于滤色片413r，413g和413b的排列，可以使用在已知的单板固态成像装置中使用的滤色片排列(例如，Bayer排列，纵向条纹(longitudinalstripe)，横向条纹(lateralstripe))。
透明电极411r形成在n区域404r上方，透明电极411g形成在n区域404g上方，而透明电极411b形成在n区域404b上方。透明电极411r，411g和411b被分开以分别对应滤色片413r，413g和413b。透明电极411r，411g和411b各自具有与图1的下部电极11相同的功能。
在透明电极411r，411g和411b上形成在滤色片413r，413g和413b中共同分享的1-片构造的光电转换膜412。
在光电转换膜412上形成在滤色片413r，413g和413b中共同分享的1-片构造的上部电极413。
对应于滤色片413r的光电转换装置由透明电极411r，与透明电极411r相对的上部电极413以及夹在它们中间的光电转换膜412的一部分形成。此光电转换装置以下称为R光电转换装置，因为此装置形成在半导体基板上。
对应于滤色片413g的光电转换装置由透明电极411g，与透明电极411g相对的上部电极413以及夹在它们中间的光电转换膜412的一部分形成。此光电转换装置以下称为G光电转换装置。
对应于滤色片413b的光电转换装置由透明电极411b，与透明电极411b相对的上部电极413以及夹在它们中间的光电转换膜412的一部分形成。此光电转换装置以下称为B光电转换装置。
在p-阱层402内的n区域中，形成有高浓度n型杂质区域(以下称为“n+区域”)404r，其用于积累在基板上(on-substrate)R光电转换装置的光电转换膜412中产生的电荷。附带地，优选在n+区域404r上安置遮光膜以防止光进入到n+区域404r中。
在p-阱层402内的n区域中，形成有n+区域404g，其用于积累在基板上G光电转换装置的光电转换膜412中产生的电荷。附带地，优选在n+区域404g上安置遮光膜以防止光进入到n+区域404g中。
在p-阱层402内的n区域中，形成有n+区域404b，其用于积累在基板上B光电转换装置的光电转换膜412中产生的电荷。附带地，优选在n+区域404b上安置遮光膜以防止光进入到n+区域404b中。
由金属如铝构成的接触部406r形成在n+区域404r上，透明电极411r形成在接触部406r上，并且n+区域404r和透明电极411r通过接触部406r电连接。接触部406r被包埋在对于可见光和红外光透明的绝缘层405中。
由金属如铝构成的接触部406g形成在n+区域404g上，透明电极411g形成在接触部406g上，并且n+区域404g和透明电极411g通过接触部406g电连接。接触部406g被包埋在绝缘层405中。
由金属如铝构成的接触部406b形成在n+区域404b上，透明电极411b形成在接触部406b上，并且n+区域404b和透明电极411b通过接触部406b电连接。接触部406b被包埋在绝缘层405中。
在p-阱层402中，在除了形成n+区域404r，404g和404b的那些区域以外的区域中，形成有：信号读出部405r，其用于读出相应于在R光电转换装置中产生并且在n+区域404r中积累的电荷的信号；信号读出部405g，其用于读出相应于在G光电转换装置中产生并且在n+区域404g中积累的电荷的信号；和信号读出部405b，其用于读出相应于在B光电转换装置中产生并且在n+区域404b中积累的电荷的信号。对于信号读出部405r，405g和405b中的每一个，可以采用使用CCD或MOS电路的已知构造。
用于保护基板上光电转换装置的保护层415和416的两层结构形成在光电转换膜412上，并且滤色片413r，413g和413b形成在保护层416上。
当对透明电极411r和上部电极413施加预定偏压时，在构成基板上R光电转换装置的光电转换膜412中产生的电荷通过透明电极411r和接触部406r移动到n+区域404r并且在其中积累。相应于在n+区域404r中积累的电荷的信号由信号读出部405r读出并且输出到成像装置400外部。
类似地，当对透明电极411g和上部电极413施加预定偏压时，在构成基板上G光电转换装置的光电转换膜412中产生的电荷通过透明电极411g和接触部406g移动到n+区域404g并且在其中积累。相应于在n+区域404g中积累的电荷的信号由信号读出部405g读出并且输出到成像装置400外部。
而且，类似地，当对透明电极411b和上部电极413施加预定偏压时，在构成基板上B光电转换装置的光电转换膜412中产生的电荷通过透明电极411b和接触部406b移动到n+区域404b并且在其中积累。相应于在n+区域404b中积累的电荷的信号由信号读出部405b读出并且输出到成像装置400外部。
以此方式，成像装置400可以将下列信号输出到外部，从而可以获得彩色图像：相应于在R光电转换装置中产生的电荷的R成分的信号；相应于在G光电转换装置中产生的电荷的G成分的信号；和相应于在B光电转换装置中产生的电荷的B成分的信号。由于此模式，光电转换部变薄，从而可以提供分辨率并且可以减少假色。而且，可以使得开口率大，而不管下面的电路，从而可以获得高灵敏度。此外，可以省略微透镜，并且这在减少部件数量方面有效。
在此实施方案中，有机光电转换膜需要在绿光区域中具有最大吸收波长，并且在整个可见光中具有吸收区域，但是这可以优选通过本发明以上具体说明的材料实现。
[实施例]
以下通过参考实施例更详细地描述本发明，但是本发明不限于这些实施例。
实施例1
<化合物(5)的合成>
(化合物5a的合成)
将2，5-二溴噻吩(由TokyoChemicalIndustryCo.，Ltd.生产)(3.0ml)溶解在100ml脱水THF中，并且将溶液在干冰浴中调节至-78℃的内部温度。随后，缓慢滴加19.2mln-BuLi，并且在5分钟以后，逐渐滴加5.1ml脱水THF。其后，移去干冰浴，并且将内部温度升高到室温。在加入2NHCl以后，进行用乙酸乙酯萃取，并且将油层用1NHCl和NaCl水溶液洗涤，然后在硫酸钠上干燥并过滤。将得到的反应混合物在硅胶柱(展开液：AcOEt/正己烷＝1/4)上分离，并且将溶剂蒸除，得到1.3g化合物(5a)。
(化合物5b的合成)
将化合物(5a)(1.0g)，1.8g二苯胺(由TokyoChemicalIndustryCo.，Ltd.生产)，3.4g碳酸铯，59mg乙酸钯和0.34g三苯基膦加入到17ml脱水二甲苯中，并且将混合物回流5小时。将得到的反应混合物吸滤，并且在将溶剂蒸除以后，在硅胶柱(展开溶剂：甲苯)上纯化。通过蒸馏移除溶剂得到0.3g化合物(5b)。
(化合物(5)的合成)
将化合物(5b)(250mg)和210mg苯并茚满二酮加入到5ml乙醇中，并且将混合物回流3小时。使得到的反应混合物冷却，然后吸滤，并且将滤饼溶解在少量氯仿中，从乙醇重结晶，然后吸滤以得到199mg化合物(5)，将该化合物通过1H-NMR鉴定。
<化合物(5)的鉴定>
1H-NMR(CDCl3)δ：6.49(1H，d)，7.30-7.49(10H，m)，7.58-7.64(2H，m)，7.75(1H，br)，7.89(1H，s)，8.00(2H，m)，8.25(1H，s)，8.32(1H，s)。
分子量：457.54
<熔点的测量>
使用由SIINanoTechnologyInc.制造的TG/DTA6200AST-2测量化合物(5)的熔点，并且发现熔点为311℃。
<吸收光谱和摩尔消光系数的测量>
使用由ShimadzuCorporation制造的UV-2550测量化合物(5)的吸收光谱(在氯仿溶液中)，作为结果，峰值波长为549nm，并且在此波长的摩尔消光系数为88,000M-1cm-1。
<光电转换装置的制造>
在图1A中的实施方案中，将非晶ITO通过溅射至30nm的厚度沉积在CMOS基板上，并且通过光刻法图案化，以允许对于CMOS基板上的每个光电二极管(PD)存在一个像素，由此形成像素电极，然后通过真空加热沉积将EB-3沉积至100nm的厚度，通过真空加热沉积在其上沉积通过共沉积化合物(5)和富勒烯(C60)至以单层计分别为100nm和300nm的厚度而形成的层，以形成光电转换层，并且通过溅射进一步沉积厚度为5nm的非晶ITO作为上部电极，以形成透明电极。以此方式，制造固态成像装置。通过加热气相沉积在上部电极上形成作为保护层的SiO膜后，通过ALCVD法在其上形成Al2O3层。对于光电转换层12的所有的层，都在4×10-4Pa以下的真空度进行真空沉积。
实施例2
<化合物(8)的合成>
以对于化合物(5)的合成方法相同的合成方法合成化合物(8)，不同之处在于将二苯胺改变成1，2’-二萘胺(由TokyoChemicalIndustryCo.，Ltd.生产)。
<光电转换装置的制造>
以与实施例1中相同的方式制造固态成像装置，不同之处在于将光电转换层12中的化合物(5)改变成化合物(8)。
[实施例3]
<化合物(18)的合成>
通过使用2，5-二溴噻吩并[3，2-b]噻吩(由TokyoChemicalIndustryCo.，Ltd.生产)作为原料，以对于化合物(5)的合成方法相同的合成方法合成化合物(18)。将该化合物通过1H-NMR鉴定。
<化合物(18)的鉴定>
1H-NMR(CDCl3)δ：6.65(1H，s)，7.26-7.43(10H，m)，7.65(2H，m)，8.00(1H，s)，8.07(2H，m)，8.23(1H，br)，8.39(2H，d)。
分子量：513.63
<吸收光谱和摩尔消光系数的测量>
以与实施例1中相同的操作确定其吸收光谱的峰波长和摩尔消光系数，结果，吸收光谱的峰波长为536nm，而在此波长的摩尔消光系数为94,000M-1cm-1。
<光电转换装置的制造>
以与实施例1相同的方式制造固态成像装置，不同之处在于将光电转换层12中的化合物(5)改变为化合物(18)。
实施例4
<化合物(19)的合成>
以对于化合物(18)的合成方法相同的合成方法合成化合物(19)，不同之处在于将二苯胺改变成N-苯基-2-萘胺(由TokyoChemicalIndustryCo.，Ltd.生产)。
<光电转换装置的制造>
以与实施例1中相同的方式制造固态成像装置，不同之处在于将光电转换层12中的化合物(5)改变成化合物(19)。
实施例5
<化合物(34)的合成>
以对于化合物(5)的合成方法相同的合成方法合成化合物(34)，不同之处在于将二苯胺改变成N-苯基-2-萘胺(由TokyoChemicalIndustryCo.，Ltd.生产)，并且将苯并茚满二酮改变成硫代巴比妥酸钠(由TokyoChemicalIndustryCo.，Ltd.生产)。
<光电转换装置的制造>
以与实施例1中相同的方式制造固态成像装置，不同之处在于将光电转换层12中的化合物(5)改变成化合物(34)。
比较例1
以与实施例1相同的方式制造固态成像装置，不同之处在于将光电转换层12改变成通过将比较化合物(1)单独沉积成100nm的厚度而形成的层。
比较化合物(1)：
比较例2
除将比较化合物(1)改变成比较化合物(2)以外，试图以与比较例1中相同的方式制造固态成像装置，但是在光电转换层的沉积过程中气相沉积速率不稳定，从而没能形成具有上述厚度的层，并且不能制造固态成像装置。
比较化合物(2)：
比较例3
除将比较化合物(1)改变成比较化合物(3)以外，以与比较例1中相同的方式制造固态成像装置，结果，归因于光电转换膜的结晶而不能测量光电转换效率和暗电流。
比较化合物(3)：
当实施例1至5和比较例1的装置中的每一个中的暗电流为400pA/cm2时，在最大灵敏度波长处的外量子效率显示在表1中。附带地，当测量每一个装置的光电转换性能时，施加适当的电压。
确定在实施例1至5和比较例1的装置中的每一个中使用的化合物的摩尔消光系数。结果显示在表1中。
表1
如从表1看到的，根据本发明，可以获得具有高光电系数的固态成像装置。
本申请要求于2009年9月29日提交的日本专利申请2009-225522的外国优先权，其全部公开内容通过引用结合在此，如同对其进行全面陈述一样。

Claims (30)

1.一种光电转换装置，其包括导电膜，有机光电转换膜和透明导电膜，其中所述有机光电转换膜含有由下式(1)表示的化合物和n型有机半导体：式(1)：
其中R1和R2中的每一个独立地表示被取代的芳基，未被取代的芳基，被取代的杂芳基或未被取代的杂芳基，R3至R11中的每一个独立地表示氢原子或取代基，条件是将酸基排除在外，m表示0或1，n表示0以上的整数，R1和R2，R3和R4，R3和R5，R5和R6，R6和R8，R7和R8，R7和R9，或R10和R11可以彼此结合形成环，所述的环选自苯环，萘环，蒽环，菲环，芴环，苯并[9，10]菲环，并四苯环，联苯环，吡咯环，呋喃环，噻吩环，咪唑环，唑环，噻唑环，吡啶环，吡嗪环，嘧啶环，哒嗪环，中氮茚环，吲哚环，苯并呋喃环，苯并噻吩环，异苯并呋喃环，喹啉烷环，喹啉环，酞嗪环，萘啶环，喹喔啉环，喹唑啉环，异喹啉环，咔唑环，菲啶环，吖啶环，菲咯啉环，噻蒽环，色烯环，呫吨环，吩噻环，吩噻嗪环和吩嗪环，并且当n为2以上的整数时，在多个R7和R8中，一对R7，一对R8，或一对R7和R8可以彼此结合形成环，所述的环选自苯环，萘环，蒽环，菲环，芴环，苯并[9，10]菲环，并四苯环，联苯环，吡咯环，呋喃环，噻吩环，咪唑环，唑环，噻唑环，吡啶环，吡嗪环，嘧啶环，哒嗪环，中氮茚环，吲哚环，苯并呋喃环，苯并噻吩环，异苯并呋喃环，喹啉烷环，喹啉环，酞嗪环，萘啶环，喹喔啉环，喹唑啉环，异喹啉环，咔唑环，菲啶环，吖啶环，菲咯啉环，噻蒽环，色烯环，呫吨环，吩噻环，吩噻嗪环和吩嗪环，并且
如果m表示1，则R3和R5结合形成苯环或噻吩环。
2.根据权利要求1所述的光电转换装置，其中n为0、1或2。
3.根据权利要求1所述的光电转换装置，其中R6或R8为含硫原子的基团并且这些成员结合形成噻吩环。
4.根据权利要求1所述的光电转换装置，其中所述化合物选自：
5.根据权利要求1所述的光电转换装置，其中所述由式(1)表示的化合物是由下式(2)表示的化合物：
式(2)：
其中R1至R9，m和n具有与以上相同的含义，R11和R12中的每一个独立地表示氢原子或取代基，并且R11和R12可以彼此结合形成环。
6.根据权利要求5所述的光电转换装置，其中所述由式(2)表示的化合物是由下式(3)表示的化合物：
式(3)：
其中R1至R9，m和n具有与以上相同的含义，R13和R14中的每一个独立地表示氢原子或取代基，并且R13和R14可以彼此结合形成环。
7.根据权利要求6所述的光电转换装置，其中所述由式(3)表示的化合物是由下式(4)表示的化合物：
式(4)：
其中R1至R9，m和n具有与以上相同的含义，R15至R18中的每一个独立地表示氢原子或取代基，并且R15和R16，R16和R17，或R17和R18可以彼此结合形成环。
8.根据权利要求6所述的光电转换装置，其中所述由式(3)表示的化合物是由下式(5)表示的化合物：
式(5)：
其中R1至R9，m和n具有与以上相同的含义，R15和R18至R22中的每一个独立地表示氢原子或取代基，并且R15和R19，R19和R20，R20和R21，R21和R22，或R22和R18可以彼此结合形成环。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的光电转换装置，其中所述n型有机半导体为富勒烯或富勒烯衍生物。
10.根据权利要求1至8中任一项所述的光电转换装置，所述光电转换装置还包括电子阻挡膜。
11.根据权利要求10所述的光电转换装置，其中以下列顺序层叠所述导电膜，所述电子阻挡膜，所述有机光电转换膜和所述透明导电膜，或以下列顺序层叠所述导电膜，所述有机光电转换膜，所述电子阻挡膜和所述透明导电膜。
12.根据权利要求1至8中任一项所述的光电转换装置，其中式(1)中的n表示0至3的任何整数。
13.根据权利要求9所述的光电转换装置，其中所述富勒烯或富勒烯衍生物与由式(1)表示的化合物的体积比(富勒烯或富勒烯衍生物/由式(1)表示的化合物×100(％))为50％以上。
14.根据权利要求1至8中任一项所述的光电转换装置，其中光通过所述透明导电膜入射在所述有机光电转换膜上。
15.根据权利要求1至8中任一项所述的光电转换装置，其中所述透明导电膜包含透明导电氧化物。
16.根据权利要求1至8中任一项所述的光电转换装置，其中所述透明导电膜直接层叠在所述有机光电转换膜上。
17.根据权利要求1至8中任一项所述的光电转换装置的使用方法，其中所述导电膜和所述透明导电膜限定一对电极，所述方法包括在所述一对电极之间施加1×10-4至1×107V/cm的电场。
18.一种光传感器，其包括根据权利要求1至8中任一项所述的光电转换装置。
19.一种成像装置，其包括根据权利要求1至8中任一项所述的光电转换装置。
20.一种由下式(4)表示的化合物：
式(4)：
其中R1和R2中的每一个独立地表示被取代的芳基，未被取代的芳基，被取代的杂芳基或未被取代的杂芳基，R3至R9和R15至R18中的每一个独立地表示氢原子或取代基，m表示0或1，并且n表示0以上的整数，
R1和R2，R3和R4，R3和R5，R5和R6，R6和R8，R7和R8，R7和R9，R15和R16，R16和R17，或R17和R18可以彼此结合形成环，所述的环选自苯环，萘环，蒽环，菲环，芴环，苯并[9，10]菲环，并四苯环，联苯环，吡咯环，呋喃环，噻吩环，咪唑环，唑环，噻唑环，吡啶环，吡嗪环，嘧啶环，哒嗪环，中氮茚环，吲哚环，苯并呋喃环，苯并噻吩环，异苯并呋喃环，喹啉烷环，喹啉环，酞嗪环，萘啶环，喹喔啉环，喹唑啉环，异喹啉环，咔唑环，菲啶环，吖啶环，菲咯啉环，噻蒽环，色烯环，呫吨环，吩噻环，吩噻嗪环和吩嗪环，并且当n为2以上的整数时，在多个R7和R8中，一对R7，一对R8，或一对R7和R8可以彼此结合形成环，所述的环选自苯环，萘环，蒽环，菲环，芴环，苯并[9，10]菲环，并四苯环，联苯环，吡咯环，呋喃环，噻吩环，咪唑环，唑环，噻唑环，吡啶环，吡嗪环，嘧啶环，哒嗪环，中氮茚环，吲哚环，苯并呋喃环，苯并噻吩环，异苯并呋喃环，喹啉烷环，喹啉环，酞嗪环，萘啶环，喹喔啉环，喹唑啉环，异喹啉环，咔唑环，菲啶环，吖啶环，菲咯啉环，噻蒽环，色烯环，呫吨环，吩噻环，吩噻嗪环和吩嗪环，
如果m表示1，则R3和R5结合形成苯环或噻吩环。
21.根据权利要求20所述的化合物，其中n为0、1或2。
22.根据权利要求20所述的化合物，其中R6或R8为含硫原子的基团并且这些成员结合形成噻吩环。
23.根据权利要求20所述的化合物，其选自：
24.一种由下式(5)表示的化合物：
式(5)：
其中R1和R2中的每一个独立地表示被取代的芳基，未被取代的芳基，被取代的杂芳基或未被取代的杂芳基，R3至R9，R15和R18至R22中的每一个独立地表示氢原子或取代基，m表示0或1，并且n表示0以上的整数，
R1和R2，R3和R4，R3和R5，R5和R6，R6和R8，R7和R8，R7和R9，R15和R19，R19和R20，R20和R21，R21和R22，或R22和R18可以彼此结合形成环，所述的环选自苯环，萘环，蒽环，菲环，芴环，苯并[9，10]菲环，并四苯环，联苯环，吡咯环，呋喃环，噻吩环，咪唑环，唑环，噻唑环，吡啶环，吡嗪环，嘧啶环，哒嗪环，中氮茚环，吲哚环，苯并呋喃环，苯并噻吩环，异苯并呋喃环，喹啉烷环，喹啉环，酞嗪环，萘啶环，喹喔啉环，喹唑啉环，异喹啉环，咔唑环，菲啶环，吖啶环，菲咯啉环，噻蒽环，色烯环，呫吨环，吩噻环，吩噻嗪环和吩嗪环，并且当n为2以上的整数时，在多个R7和R8中，一对R7，一对R8，或一对R7和R8可以彼此结合形成环，所述的环选自苯环，萘环，蒽环，菲环，芴环，苯并[9，10]菲环，并四苯环，联苯环，吡咯环，呋喃环，噻吩环，咪唑环，唑环，噻唑环，吡啶环，吡嗪环，嘧啶环，哒嗪环，中氮茚环，吲哚环，苯并呋喃环，苯并噻吩环，异苯并呋喃环，喹啉烷环，喹啉环，酞嗪环，萘啶环，喹喔啉环，喹唑啉环，异喹啉环，咔唑环，菲啶环，吖啶环，菲咯啉环，噻蒽环，色烯环，呫吨环，吩噻环，吩噻嗪环和吩嗪环，
如果m表示1，则R3和R5结合形成苯环或噻吩环。
25.根据权利要求24所述的化合物，其中n为0、1或2。
26.根据权利要求24所述的化合物，其中R6或R8为含硫原子的基团并且这些成员结合形成噻吩环。
27.根据权利要求24所述的化合物，其选自：
28.一种光电转换装置，其包括导电膜，有机光电转换膜和透明导电膜，其中所述有机光电转换膜含有根据权利要求20至27中任一项所述的化合物。
29.一种光传感器，其包括根据权利要求28所述的光电转换装置。
30.一种成像装置，其包括根据权利要求28所述的光电转换装置。
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