CN115700059A - 光电转换元件、摄像元件、光传感器及化合物 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种灵敏度优异的光电转换元件、摄像元件、光传感器及化合物。本发明的光电转换元件依次具有导电性膜、光电转换膜及透明导电性膜，其中，上述光电转换膜包含由式(1)表示的化合物及色素。
Description
技术领域
本发明涉及一种光电转换元件、摄像元件、光传感器及化合物。
背景技术
近年来，正在进行具有光电转换膜的元件(例如，摄像元件)的开发。
例如，专利文献1中公开了规定的分子作为有机图像传感器的活性材料。
以往技术文献
专利文献
专利文献1：日本特表2018-510845号公报
发明内容
发明要解决的技术课题
近年来，随着摄像元件及光传感器等的性能提高的要求，还要求进一步提高在它们中使用的光电转换元件所需的各种特性。
例如，要求进一步提高光电转换元件的灵敏度(光电转换效率)。
本发明人等对使用了专利文献1中公开的材料的光电转换元件进行了研究，确认了这种光电转换元件在灵敏度(例如，对波长450nm的光这样的蓝色光的灵敏度)方面有改良的余地。
鉴于上述实际情况，本发明的课题在于提供一种灵敏度优异的光电转换元件。
并且，本发明的课题还在于提供一种与上述光电转换元件相关的摄像元件、光传感器及化合物。
用于解决技术课题的手段
本发明人等对上述课题进行了深入研究，结果发现通过下述结构能够解决上述课题，从而完成了本发明。
〔1〕
一种光电转换元件，其依次具有导电性膜、光电转换膜及透明导电性膜，其中，
上述光电转换膜包含由式(1)表示的化合物及色素。
[化学式1]
式(1)中，A是由式(2)～式(8)中的任一个表示的基团。
Ar1表示芳香环基。由Ar1表示的上述芳香环基可以具有取代基，该取代基选自由卤原子及可以具有卤原子的碳原子数1～2的烷基组成的组中的基团。
Ar2表示芳香环基。由Ar2表示的上述芳香环基除了U1以外，还可以具有取代基，该取代基选自由卤原子及可以具有卤原子的碳原子数1～2的烷基组成的组中的基团。
U1表示卤原子、氰基或芳香环基。由U1表示的上述芳香环基可以具有取代基，该取代基选自由卤原子、可以具有卤原子的碳原子数1～2的烷基及氰基组成的组中的基团。
m表示0～2的整数。
n1表示0～5的整数。
[化学式2]
式(2)～式(8)中，*表示键合位置。
RZ表示氢原子或卤原子。
Y41～Y44、Y51、Y52及Y71～Y76分别独立地表示-N＝或-CR＝。Y61及Y62分别独立地表示-CR＝。R表示氢原子或取代基。
X51表示硫原子、氧原子或硒原子。
n4表示1或2。
n5表示1或2。
A、B及C分别独立地表示5环或6环的芳香环基。A、B及C相互稠合而形成了稠环。
式(4)中，当n4为1时，总计4个Y41～Y44之中，至少一个为-N＝或-CF＝。当n4为2时，总计8个Y41～Y44之中，至少一个为-N＝或-CF＝。
式(5)中，当n5为1时，总计2个Y51及Y52之中，至少一个为-N＝或-CF＝。当n5为2时，总计4个Y51及Y52之中，至少一个为-N＝或-CF＝。
式(6)中，总计2个Y61及Y62之中，至少一个为-CF＝。
式(7)中，总计6个Y71～Y76之中，至少一个为-N＝或-CF＝。
式(8)中，构成由A、B及C表示的所述芳香环基的成环原子之中，至少一个为-N＝或-CF＝。
〔2〕
根据〔1〕所述的光电转换元件，其中，由上述式(1)表示的化合物是由式(1-2)～式(1-8)中的任一个表示的化合物。
[化学式3]
式(1-2)～式(1-8)中，AX是由上述式(2)或上述式(3)表示的基团。
AY是由上述式(2)～上述式(8)中的任一个表示的基团。
U2表示氢原子、卤原子、氰基或芳香环基。由U2表示的上述芳香环基可以具有取代基，该取代基选自由卤原子、可以具有卤原子的碳原子数1～2的烷基及氰基组成的组中的基团。
U3表示卤原子、氰基或芳香环基。由U3表示的上述芳香环基可以具有取代基，该取代基选自由卤原子、可以具有卤原子的碳原子数1～2的烷基及氰基组成的组中的基团。
RZ表示氢原子或卤原子。
X表示硫原子、氧原子或硒原子。
式(1-4)中，X1A及X1B中的一个表示硫原子、氧原子或硒原子，X1A及X1B中的另一个表示-CR＝。
式(1-4)中，X2A及X2B中的一个表示硫原子、氧原子或硒原子，X2A及X2B中的另一个表示-CR＝。
式(1-4)中，X3A及X3B中的一个表示硫原子、氧原子或硒原子，X3A及X3B中的另一个表示-CR＝。
式(1-4)中，X4A及X4B中的一个表示硫原子、氧原子或硒原子，X4A及X4B中的另一个表示-CR＝。
式(1-7)中，X5A及X5B中的一个表示硫原子、氧原子或硒原子，X5A及X5B中的另一个表示-CR＝。
式(1-7)中，X6A及X6B中的一个表示硫原子、氧原子或硒原子，X6A及X6B中的另一个表示-CR＝。
式(1-7)中，X7A及X7B中的一个表示硫原子、氧原子或硒原子，X7A及X7B中的另一个表示-CR＝。
式(1-7)中，X8A及X8B中的一个表示硫原子、氧原子或硒原子，X8A及X8B中的另一个表示-CR＝。
R表示氢原子或取代基。
m表示0～2的整数。
n2表示0或1。
〔3〕
根据〔1〕或〔2〕所述的光电转换元件，其中，由上述式(8)表示的基团是由式(9)表示的基团及由式(10)表示的基团中的任一个。
[化学式4]
式(9)及式(10)中，*表示键合位置。
Y81～Y84分别独立地表示-N＝或-CR＝。R表示氢原子或取代基。
式(9)中，总计2个Y81及Y82之中，至少一个为-N＝或-CF＝。
式(10)中，总计2个Y83及Y84之中，至少一个为-N＝或-CF＝。
〔4〕
根据〔1〕所述的光电转换元件，其中，上述A是由上述式(3)～上述式(8)中的任一个表示的基团。
〔5〕
根据〔1〕至〔4〕所述的光电转换元件，其中，由上述式(1)表示的化合物是由式(1-4)～式(1-8)中的任一个表示的化合物。
〔6〕
根据〔1〕至〔5〕中任一项所述的光电转换元件，其中，由上述式(1)表示的化合物的分子量为400～900。
〔7〕
根据〔1〕至〔6〕中任一项所述的光电转换元件，其中，上述光电转换膜是在混合有由上述式(1)表示的化合物和上述色素的状态下形成的混合层。
〔8〕
根据〔1〕至〔7〕中任一项所述的光电转换元件，其中，在上述导电性膜与上述透明导电性膜之间，除了上述光电转换膜以外，还具有1种以上的中间层。
〔9〕
根据〔1〕至〔8〕中任一项所述的光电转换元件，其中，上述光电转换膜还含有n型半导体材料。
〔10〕
根据〔9〕所述的光电转换元件，其中，上述n型半导体材料含有选自由富勒烯及其衍生物组成的组中的富勒烯类。
〔11〕
一种摄像元件，其具有〔1〕至〔10〕中任一项所述的光电转换元件。
〔12〕
一种光传感器，其具有〔1〕至〔10〕中任一项所述的光电转换元件。
〔13〕
一种化合物，其由式(2-2)表示。
[化学式5]
式(2-2)中，RZ表示氢原子或卤原子。
X表示硫原子、氧原子或硒原子。
U4是氟原子、由式(4-1)表示的基团或由式(4-2)表示的基团。
[化学式6]
式(4-1)及式(4-2)中，*表示键合位置。
p1表示1～5的整数。
当p1表示1时，T1表示氰基。
当p1表示2～5的整数时，T1表示卤原子。
Z表示含氮芳香环基。
p2表示0～4的整数。
T2表示卤原子或氰基。
〔14〕
一种化合物，其由式(3-2)～式(3-6)中的任一个表示。
[化学式7]
式(3-2)～式(3-6)中，RZ表示氢原子或卤原子。
X表示硫原子、氧原子或硒原子。
E表示芳香环。由E表示的上述芳香环除了U6以外，还可以具有卤原子作为取代基。
n3表示0～4的整数。
U5是氟原子、氰基、由式(4-3)表示的基团或由式(4-4)表示的基团。
U6是氟原子、氰基、由式(4-5)表示的基团或由式(4-6)表示的基团。
[化学式8]
式(4-3)～式(4-6)中，*表示键合位置。
Z表示含氮芳香环基。
p3表示1～5的整数。
T3表示卤原子或氰基。
p4表示0～4的整数。
T4表示卤原子、可以具有卤原子的碳原子数1～2的烷基或氰基。
p5表示0～5的整数。
T5表示卤原子、可以具有卤原子的碳原子数1～2的烷基或氰基。
p6表示0～4的整数。
T6表示卤原子、可以具有卤原子的碳原子数1～2的烷基或氰基。
〔15〕
一种化合物，其由式(1-4)表示。
[化学式9]
式(1-4)中，AY是由式(2)～式(8)中的任一个表示的基团。
U2表示氢原子、卤原子、氰基或芳香环基。由U2表示的上述芳香环基可以具有取代基，该取代基选自由卤原子、可以具有卤原子的碳原子数1～2的烷基及氰基组成的组中的基团。
RZ表示氢原子或卤原子。
式(1-4)中，X1A及X1B中的一个表示硫原子、氧原子或硒原子，X1A及X1B中的另一个表示-CR＝。
式(1-4)中，X2A及X2B中的一个表示硫原子、氧原子或硒原子，X2A及X2B中的另一个表示-CR＝。
式(1-4)中，X3A及X3B中的一个表示硫原子、氧原子或硒原子，X3A及X3B中的另一个表示-CR＝。
式(1-4)中，X4A及X4B中的一个表示硫原子、氧原子或硒原子，X4A及X4B中的另一个表示-CR＝。
R表示氢原子或取代基。
[化学式10]
式(2)～式(8)中，*表示键合位置。
RZ表示氢原子或卤原子。
Y41～Y44、Y51、Y52及Y71～Y76分别独立地表示-N＝或-CR＝。Y61及Y62分别独立地表示-CR＝。R表示氢原子或取代基。
X51表示硫原子、氧原子或硒原子。
n4表示1或2。
n5表示1或2。
A、B及C分别独立地表示5环或6环的芳香环基。A、B及C相互稠合而形成了稠环。
式(4)中，当n4为1时，总计4个Y41～Y44之中，至少一个为-N＝或-CF＝。当n4为2时，总计8个Y41～Y44之中，至少一个为-N＝或-CF＝。
式(5)中，当n5为1时，总计2个Y51及Y52之中，至少一个为-N＝或-CF＝。当n5为2时，总计4个Y51及Y52之中，至少一个为-N＝或-CF＝。
式(6)中，总计2个Y61及Y62之中，至少一个为-CF＝。
式(7)中，总计6个Y71～Y76之中，至少一个为-N＝或-CF＝。
式(8)中，构成由A、B及C表示的所述芳香环基的成环原子之中，至少一个为-N＝或-CF＝。
〔16〕
一种化合物，其由式(1-5)表示。
[化学式11]
式(1-5)中，AY是由式(2)～式(8)中的任一个表示的基团。
U2表示氢原子、卤原子、氰基或芳香环基。由U2表示的上述芳香环基可以具有取代基，该取代基选自由卤原子、可以具有卤原子的碳原子数1～2的烷基及氰基组成的组中的基团。
RZ表示氢原子或卤原子。
X表示硫原子、氧原子或硒原子。
[化学式12]
式(2)～式(8)中，*表示键合位置。
RZ表示氢原子或卤原子。
Y41～Y44、Y51、Y52及Y71～Y76分别独立地表示-N＝或-CR＝。Y61及Y62分别独立地表示-CR＝。R表示氢原子或取代基。
X51表示硫原子、氧原子或硒原子。
n4表示1或2。
n5表示1或2。
A、B及C分别独立地表示5环或6环的芳香环基。A、B及C相互稠合而形成了稠环。
式(4)中，当n4为1时，总计4个Y41～Y44之中，至少一个为-N＝或-CF＝。当n4为2时，总计8个Y41～Y44之中，至少一个为-N＝或-CF＝。
式(5)中，当n5为1时，总计2个Y51及Y52之中，至少一个为-N＝或-CF＝。当n5为2时，总计4个Y51及Y52之中，至少一个为-N＝或-CF＝。
式(6)中，总计2个Y61及Y62之中，至少一个为-CF＝。
式(7)中，总计6个Y71～Y76之中，至少一个为-N＝或-CF＝。
式(8)中，构成由A、B及C表示的所述芳香环基的成环原子之中，至少一个为-N＝或-CF＝。
〔17〕
一种化合物，其由式(1-6)表示。
[化学式13]
式(1-6)中，AY是由式(2)～式(8)中的任一个表示的基团。
U2表示氢原子、卤原子、氰基或芳香环基。由U2表示的上述芳香环基可以具有取代基，该取代基选自由卤原子、可以具有卤原子的碳原子数1～2的烷基及氰基组成的组中的基团。
RZ表示氢原子或卤原子。
X表示硫原子、氧原子或硒原子。
[化学式14]
式(2)～式(8)中，*表示键合位置。
RZ表示氢原子或卤原子。
Y41～Y44、Y51、Y52及Y71～Y76分别独立地表示-N＝或-CR＝。Y61及Y62分别独立地表示-CR＝。R表示氢原子或取代基。
X51表示硫原子、氧原子或硒原子。
n4表示1或2。
n5表示1或2。
A、B及C分别独立地表示5环或6环的芳香环基。A、B及C相互稠合而形成了稠环。
式(4)中，当n4为1时，总计4个Y41～Y44之中，至少一个为-N＝或-CF＝。当n4为2时，总计8个Y41～Y44之中，至少一个为-N＝或-CF＝。
式(5)中，当n5为1时，总计2个Y51及Y52之中，至少一个为-N＝或-CF＝。当n5为2时，总计4个Y51及Y52之中，至少一个为-N＝或-CF＝。
式(6)中，总计2个Y61及Y62之中，至少一个为-CF＝。
式(7)中，总计6个Y71～Y76之中，至少一个为-N＝或-CF＝。
式(8)中，构成由A、B及C表示的所述芳香环基的成环原子之中，至少一个为-N＝或-CF＝。
〔18〕
一种化合物，其由式(1-7)表示。
[化学式15]
式(1-7)中，AY是由式(2)～式(8)中的任一个表示的基团。
U2表示氢原子、卤原子、氰基或芳香环基。由U2表示的上述芳香环基可以具有取代基，该取代基选自由卤原子、可以具有卤原子的碳原子数1～2的烷基及氰基组成的组中的基团。
RZ表示氢原子或卤原子。
式(1-7)中，X5A及X5B中的一个表示硫原子、氧原子或硒原子，X5A及X5B中的另一个表示-CR＝。
式(1-7)中，X6A及X6B中的一个表示硫原子、氧原子或硒原子，X6A及X6B中的另一个表示-CR＝。
式(1-7)中，X7A及X7B中的一个表示硫原子、氧原子或硒原子，X7A及X7B中的另一个表示-CR＝。
式(1-7)中，X8A及X8B中的一个表示硫原子、氧原子或硒原子，X8A及X8B中的另一个表示-CR＝。
R表示氢原子或取代基。
[化学式16]
式(2)～式(8)中，*表示键合位置。
RZ表示氢原子或卤原子。
Y41～Y44、Y51、Y52及Y71～Y76分别独立地表示-N＝或-CR＝。Y61及Y62分别独立地表示-CR＝。R表示氢原子或取代基。
X51表示硫原子、氧原子或硒原子。
A、B及C分别独立地表示5环或6环的芳香环基。A、B及C相互稠合而形成了稠环。n4表示1或2。
n5表示1或2。
式(4)中，当n4为1时，总计4个Y41～Y44之中，至少一个为-N＝或-CF＝。当n4为2时，总计8个Y41～Y44之中，至少一个为-N＝或-CF＝。
式(5)中，当n5为1时，总计2个Y51及Y52之中，至少一个为-N＝或-CF＝。当n5为2时，总计4个Y51及Y52之中，至少一个为-N＝或-CF＝。
式(6)中，总计2个Y61及Y62之中，至少一个为-CF＝。
式(7)中，总计6个Y71～Y76之中，至少一个为-N＝或-CF＝。
式(8)中，构成由A、B及C表示的所述芳香环基的成环原子之中，至少一个为-N＝或-CF＝。
〔19〕
一种化合物，其由式(1-8)表示。
[化学式17]
式(1-8)中，AY是由式(2)～式(8)中的任一个表示的基团。
U2表示氢原子、卤原子、氰基或芳香环基。由U2表示的上述芳香环基可以具有取代基，该取代基选自由卤原子、可以具有卤原子的碳原子数1～2的烷基及氰基组成的组中的基团。
RZ表示氢原子或卤原子。
X表示硫原子、氧原子或硒原子。
[化学式18]
式(2)～式(8)中，*表示键合位置。
RZ表示氢原子或卤原子。
Y41～Y44、Y51、Y52及Y71～Y76分别独立地表示-N＝或-CR＝。Y61及Y62分别独立地表示-CR＝。R表示氢原子或取代基。
X51表示硫原子、氧原子或硒原子。
n4表示1或2。
n5表示1或2。
A、B及C分别独立地表示5环或6环的芳香环基。A、B及C相互稠合而形成了稠环。
式(4)中，当n4为1时，总计4个Y41～Y44之中，至少一个为-N＝或-CF＝。当n4为2时，总计8个Y41～Y44之中，至少一个为-N＝或-CF＝。
式(5)中，当n5为1时，总计2个Y51及Y52之中，至少一个为-N＝或-CF＝。当n5为2时，总计4个Y51及Y52之中，至少一个为-N＝或-CF＝。
式(6)中，总计2个Y61及Y62之中，至少一个为-CF＝。
式(7)中，总计6个Y71～Y76之中，至少一个为-N＝或-CF＝。
式(8)中，构成由A、B及C表示的所述芳香环基的成环原子之中，至少一个为-N＝或-CF＝。
〔20〕
根据〔13〕至〔19〕中任一项所述的化合物，其中，分子量为400～900。
发明效果
根据本发明，能够提供灵敏度优异的光电转换元件。
并且，根据本发明，能够提供与上述光电转换元件相关的摄像元件、光传感器及化合物。
附图说明
图1是表示光电转换元件的一结构例的剖面示意图。
图2是表示光电转换元件的一结构例的剖面示意图。
具体实施方式
以下，对本发明的光电转换元件的优选实施方式进行说明。
在本说明书中，作为卤原子，例如可举出氟原子、氯原子、溴原子及碘原子。
在本说明书中，芳香环基可以是单环也可以是多环(例如2～6环)。
上述芳香环基的成环原子的数量优选为5～15。
上述芳香环基可以是芳烃环基及芳香族杂环基。芳香族杂环基可以是后述含氮芳香环基。
当上述芳香环基为芳香族杂环基时，作为成环原子具有的杂原子的数量例如为1～10。作为上述杂原子，例如可以举出氮原子、硫原子、氧原子、硒原子、碲原子、磷原子、硅原子及硼原子。
作为上述芳烃环，例如可以举出苯环基、萘环基、蒽环基及菲环基。作为上述芳香族杂环，例如可以举出吡啶环基、嘧啶环基、哒嗪环基、吡嗪环基、三嗪环基(1,2,3-三嗪环基、1,2,4-三嗪环基、1,3,5-三嗪环基等)及四嗪环基(1,2,4,5-四嗪环等)、喹喔啉环基、吡咯环基、呋喃环基、噻吩环基、咪唑环基、噁唑环基、苯并噻吩环基、苯并噻二唑环基、苯并二噻吩环基(苯并[1,2-b:4,5-b’]二噻吩环基等)、噻吩并噻吩环基(噻吩并[3,2-b]噻吩环基等)、噻唑并噻唑环基(噻唑并[5,4-d]噻唑环基等)、萘并二噻吩环基(萘并[2,3-b:6,7-b′]二噻吩环基、萘并[2,1-b:6,5-b′]二噻吩环基、萘并[1,2-b:5,6-b′]二噻吩环基、1,8-二噻二环戊[b,g]萘环基等)、苯并噻吩并苯并噻吩环基、二噻吩并[3,2-b:2′,3′-d]噻吩环基及3,4,7,8-四噻二环戊[a,e]戊烯环基。
在本说明书中，仅称为芳香环时，例如可以举出构成上述芳香环基的芳香环。
在本说明书中，含氮芳香环基是具有至少一个(例如1～5个)氮原子作为成环原子的芳香环基。
上述含氮芳香环基可以是单环也可以是多环(例如2～6环)。
上述含氮芳香环基的成环原子的数量优选为5～15。
上述含氮芳香环基也可以具有除氮原子以外的杂原子作为成环原子。作为成环原子具有的除氮原子以外的杂原子的数量例如为0～10。作为除氮原子以外的杂原子，例如可以举出硫原子、氧原子、硒原子、碲原子、磷原子、硅原子及硼原子。
作为上述含氮芳香环基，例如可以举出吡啶环基、嘧啶环基、哒嗪环基、吡嗪环基、三嗪环基(1,2,3-三嗪环基、1,2,4-三嗪环基、1,3,5-三嗪环基等)及四嗪环基(1,2,4,5-四嗪环等)、喹喔啉环基、吡咯环基、咪唑环基、噁唑环基、苯并噻二唑环基及噻唑并噻唑环基(噻唑并[5,4-d]噻唑环基等)。
可以具有卤原子的碳原子数1～2的烷基可以举出未取代的甲基、未取代的乙基、具有1～3个卤原子的甲基及具有1～5个卤原子的乙基。
作为可以具有卤原子的碳原子数1～2的烷基，例如也可以是三氟甲基。
在本说明书中，在表示化学结构的1个式(通式)中存在多个表示基团的种类或数量的同一符号时，只要没有特别说明，这些存在多个的同一符号彼此的内容分别是独立的，同一符号彼此的内容可以相同也可以不同。
并且，在本说明书中，用“～”表示的数值范围是指将记载于“～”的前后的数值作为下限值和上限值而包含的范围。
在本说明书中，氢原子可以为轻氢原子(通常的氢原子)，也可以为重氢原子(双氢原子等)。
[光电转换元件]
本发明的光电转换元件依次具有导电性膜、光电转换膜及透明导电性膜，其中，光电转换膜包含由式(1)表示的化合物(以下，也称为“特定化合物”)及色素。
本发明的光电转换元件通过采用这种结构能够解决上述课题的机理并不清楚，但本发明人等推测如下。
即，特定化合物在分子中，由A表示的基团作为受体发挥作用，由“-(Ar1)m-Ar2-(U1)n1表示的部分作为供体发挥作用。即，特定化合物是受体被供体夹住的形态。这种特定化合物两末端容易存在最高占据分子轨道(HOMO)，光电转换膜中供体彼此相邻的概率大，因此可以认为光电转换膜中的空穴传输变得顺畅，有助于改善光电转换元件的灵敏度。另一方面，从受体容易使最低占据分子轨道(LUMO)存在于特定化合物的中心的观点出发，难以将电子移动到可以相邻的n型半导体材料等，但特定化合物仅具有难以妨碍电子移动的特定取代基，因此可以认为灵敏度良好。并且，受体和供体分别选自具有适当的电子受容性或供电子性的基团也被认为有助于灵敏度的提高。
并且，本发明的光电转换元件的响应性及响应偏差的抑制性也良好。
以下，将光电转换元件的灵敏度、响应性和/或响应偏差的抑制性更优异简称为“本发明的效果更优异”。
图1中示出本发明的光电转换元件的一实施方式的剖面示意图。
图1所示的光电转换元件10a具有如下结构，即依次层叠有作为下部电极发挥作用的导电性膜(以下，也记为下部电极)11、电子阻挡膜(electron blocking film)16A、含有后述特定化合物的光电转换膜12以及作为上部电极发挥作用的透明导电性膜(以下，也记为上部电极)15。
图2中示出另一光电转换元件的结构例。图2所示的光电转换元件10b具有如下结构，即在下部电极11上依次层叠有电子阻挡膜16A、光电转换膜12、空穴阻挡膜16B以及上部电极15。另外，图1和图2中的电子阻挡膜16A、光电转换膜12及空穴阻挡膜16B的层叠顺序也可以根据用途及特性而适当变更。
在光电转换元件10a(或10b)中，优选光经由上部电极15入射到光电转换膜12。
并且，在使用光电转换元件10a(或10b)的情况下，能够施加电压。在该情况下，优选下部电极11与上部电极15构成一对电极，且向该一对电极之间施加1×10-5～1×107V/cm的电压。从性能及耗电量的观点出发，所施加的电压更优选为1×10-4～1×107V/cm，进一步优选为1×10-3～5×106V/cm。
另外，关于电压施加方法，在图1和图2中，优选以电子阻挡膜16A侧成为阴极并且光电转换膜12侧成为阳极的方式施加。在将光电转换元件10a(或10b)用作光传感器的情况或者将其组装到摄像元件的情况下，也能够通过相同的方法施加电压。
如在后段详细叙述，光电转换元件10a(或10b)能够优选地适用于摄像元件用途中。
以下，对构成本发明的光电转换元件的各层的方式进行详细叙述。
〔光电转换膜〕
光电转换膜是含有特定化合物的膜。
以下，对特定化合物进行详细叙述。
＜由式(1)表示的化合物(特定化合物)＞
特定化合物是由下述式(1)表示的化合物。
[化学式19]
式(1)中，A是由式(2)～式(8)中的任一个表示的基团。
A还优选为由式(3)～式(8)中的任一个表示的基团。
[化学式20]
式(2)～式(8)中，*表示键合位置。
式(2)中，RZ表示氢原子或卤原子，优选氢原子。
式(4)中，n4表示1或2。
Y41～Y44分别独立地表示-N＝或-CR＝。
R表示氢原子或取代基(卤原子等)。
当n4为1时，总计4个Y41～Y44中，至少一个(例如1～4个)为-N＝或-CF＝。
当n4为1时，优选Y41与Y44相同且Y42与Y43相同，和/或Y41与Y43相同且Y42与Y44相同。
当n4为2时，总计8个Y41～Y44中，至少一个(例如1～8个)为-N＝或-CF＝。
当n4为2时，存在2个含有Y41～Y44的芳香环优选分别具有1～4个作为-N＝或-CF＝的Y41～Y44。
当n4为2时，存在2个含有Y41～Y44的芳香环优选为对称结构。例如，在表示n4为2的形态的式(4)的下述式(4P)和/或下述式(4Q)中，优选左侧芳香环中的Y41与右侧芳香环中的Y44相同，左侧芳香环中的Y42与右侧芳香环中的Y43相同，左侧芳香环中的Y43与右侧芳香环中的Y42相同，且左侧芳香环中的Y44与右侧芳香环中的Y41相同。
[化学式21]
式(5)中，n5表示1或2。
Y51及Y52分别独立地表示-N＝或-CR＝。
R表示氢原子或取代基(卤原子等)。
X51表示硫原子、氧原子或硒原子。
式(5)中，当n5为1时，总计2个Y51及Y52中，至少一个(1个或2个)为-N＝或-CF＝。
当n5为1时，优选Y51与Y52相同。
当n5为2时，总计4个Y51及Y52中，至少一个(例如1～4个)为-N＝或-CF＝。
当n5为2时，存在2个含有Y51、Y52及X51的芳香环优选分别具有1个或2个作为-N＝或-CF＝的Y51～Y52。
当n5为2时，存在2个含有Y51、Y52及X51的芳香环优选为对称结构。例如，在表示n5为2的形态的式(5)的下述式(5P)中，优选左侧芳香环中的Y51与右侧芳香环中的Y52相同，左侧芳香环中的Y52与右侧芳香环中的Y51相同，且左侧芳香环中的X51与右侧芳香环中的X51相同。
[化学式22]
式(6)中，Y61及Y62分别独立地表示-CR＝。
R表示氢原子或取代基(卤原子等)。
总计2个Y61及Y62中，至少一个(1个或2个)为-CF＝。并且，优选Y61与Y62相同。
式(7)中，Y71～Y76分别独立地表示-N＝或-CR＝。
R表示氢原子或取代基(卤原子等)。
总计6个Y71～Y76中，至少一个(优选为1个或2个)为-N＝或-CF＝。并且，优选Y71及Y74表示-CF＝，或者Y73及Y76表示-CF＝。
式(8)中，A、B及C分别独立地表示5环或6环的芳香环基。
作为上述5环或6环的芳香环基，例如可以举出呋喃环基、吡咯环基、噻吩环基、咪唑环基、吡唑环基、噁唑环基、异噁唑环基、噻唑环基及异噻唑环基等5环的芳香环基；苯环基、吡啶环基、吡嗪环基、嘧啶环基、哒嗪环基及三嗪环基等6环的芳香环基。作为上述芳香环基，优选噻唑环基、异噻唑环基、苯环基、吡啶环基或吡啶环基。
A、B及C相互稠合而形成了稠环。
A、B及C相互稠合而形成了稠环是指由A表示的5环或6环的芳香环基、由B表示的5环或6环的芳香环基以及由C表示的5环或6环的芳香环基稠合而形成稠环。具体而言，当A、B及C分别表示苯环基时，A、B及C稠合而形成的稠环为蒽环基。
式(8)中，构成由A、B及C表示的芳香环基的成环原子中，至少一个(优选为1个或2个)为-N＝或-CF＝。
作为由式(8)表示的基团，优选由式(9)表示的基团及由式(10)表示的基团中的任一个。
[化学式23]
式(9)及式(10)中，*表示键合位置。
式(9)中，Y81及Y82分别独立地表示-N＝或-CR＝。
R表示氢原子或取代基(卤原子等)。
总计2个Y81及Y82中，至少一个(1个或2个)为-N＝或-CF＝。并且，作为Y81及Y82，优选为-N＝。
式(10)中，Y83及Y84分别独立地表示-N＝或-CR＝。
R表示氢原子或取代基(卤原子等)。
总计2个Y83及Y84中，至少一个(1个或2个)为-N＝或-CF＝。并且，作为Y83及Y84，优选为-N＝。
式(1)中，Ar1表示芳香环基。
由Ar1表示的芳香环基可以具有取代基，该取代基选自由卤原子及可以具有卤原子的碳原子数1～2的烷基组成的组中的基团。
当由Ar1表示的芳香环基具有上述取代基时，其个数例如为1～4。
由Ar1表示的芳香环基还优选不具有取代基。
式(1)中，Ar2表示芳香环基。
由Ar2表示的芳香环基除了U1以外，还可以具有取代基，该取代基选自由卤原子及可以具有卤原子的碳原子数1～2的烷基组成的组中的基团。
由Ar2表示的芳香环基可以具有的上述取代基(为U1以外的取代基)优选可以具有卤原子的碳原子数1～2的烷基。
当由Ar2表示的芳香环基具有上述取代基时，其个数例如为1～4。
由Ar2表示的芳香环基还优选不具有上述取代基。
式(1)中，U1表示卤原子、氰基或芳香环基。
由U1表示的芳香环基可以具有取代基，该取代基选自由卤原子、可以具有卤原子的碳原子数1～2的烷基及氰基组成的组中的基团。
当由U1表示的芳香环基具有取代基时，其个数例如为1～5。
由U1表示的芳香环基例如可以举出未取代的芳香环基、具有卤原子的芳香环基、具有氰基的芳香环基以及包含可以具有卤原子的碳原子数1～2的烷基的芳香环基。
在具有卤原子的芳香环基中，芳香环基具有多个取代基时，存在多个的取代基中的至少一个(优选全部)为卤原子(氟原子等)即可。对于具有氰基的芳香环基以及包含可以具有卤原子的碳原子数1～2的烷基的芳香环基也相同。
作为由U1表示的芳香环基的具体例，可以举出苯基、氟苯基(4-氟苯基等)、二氟苯基(3,5-二氟苯基等)、三氟苯基(3,4,5-二氟苯基等)、四氟苯基、五氟苯基、(三氟甲基)苯基(4-(三氟甲基)苯基等)、氰基苯基(4-氰基苯基等)及含氮芳香环基。
式(1)中，m表示0～2的整数。
式(1)中，n1表示0～5的整数，优选为1～5的整数。
当n1为0时，不存在被赋予n1为0的U1。例如，当式(1)中的左侧的n1为0时，不存在左侧的U1，左侧的Ar1不与U1键合。
(式(1-2))
特定化合物还优选为由式(1-2)表示的化合物。
[化学式24]
式(1-2)中，AX为由上述式(2)或式(3)表示的基团。
式(1-2)中，U2表示氢原子、卤原子、氰基或芳香环基。
由U2表示的芳香环基可以具有取代基，该取代基选自由卤原子、可以具有卤原子的碳原子数1～2的烷基及氰基组成的组中的基团。
当由U2表示的芳香环基具有取代基时，其个数例如为1～4。
作为由U2表示的芳香环基的例子，同样可以举出作为式(1)中由U1表示的芳香环基的例子所举出的基团。
U2优选为氢原子或芳香环基。
式(1-2)中，RZ表示氢原子或卤原子，优选氢原子。
式(1-2)中，X表示硫原子、氧原子或硒原子。
式(1-2)中，m表示0～2的整数。
(式(1-3))
特定化合物还优选为由式(1-3)表示的化合物。
[化学式25]
式(1-3)中，AX为由上述式(2)或式(3)表示的基团。
式(1-3)中，U3表示卤原子、氰基或芳香环基。
由U3表示的芳香环基可以具有取代基，该取代基选自由卤原子、可以具有卤原子的碳原子数1～2的烷基及氰基组成的组中的基团。
当由U3表示的芳香环基具有取代基时，其个数例如为1～5。
作为由U3表示的芳香环基的例子，同样可以举出作为式(1)中由U1表示的芳香环基的例子所举出的基团。
式(1-3)中，X表示硫原子、氧原子或硒原子。
式(1-3)中，n2表示0或1。
当n2为0时，不存在被赋予n2为0的U3。例如，当式(1-3)中左侧的n2为0时，不存在左侧的U3。
(式(2-2))
特定化合物还优选为由式(2-2)表示的化合物。
由式(2-2)表示的化合物也可以说是由式(1-2)表示的化合物的优选方式之一。
[化学式26]
式(2-2)中，RZ表示氢原子或卤原子，优选氢原子。
式(2-2)中，X表示硫原子、氧原子或硒原子。
式(2-2)中，U4是氟原子、由式(4-1)表示的基团或由式(4-2)表示的基团。
[化学式27]
式(4-1)中，*表示键合位置。
式(4-1)中，p1表示1～5的整数。
当p1表示1时，T1表示氰基。氰基的键合位置可以是邻位、间位及对位中的任一种。
当p1表示2～5的整数时，T1表示卤原子。p1在2～5的整数范围内优选为2～4，更优选为3～4，进一步优选为3。
作为由式(4-1)表示的基团的具体例，可以举出二氟苯基(3,5-二氟苯基等)、三氟苯基(3,4,5-三氟苯基等)、四氟苯基、五氟苯基及氰基苯基(4-氰基苯基等)。
式(4-2)中，*表示键合位置。
式(4-2)中，Z表示含氮芳香环基。
式(4-2)中，p2表示0～4的整数。
当p2为0时，不存在T2。
式(4-2)中，T2表示卤原子或氰基。
式(2-2)中，U4优选为具有T1为氰基的由式(4-1)表示的基团或由式(4-2)表示的基团。
(式(3-2))
特定化合物还优选为由式(3-2)表示的化合物。
[化学式28]
式(3-2)中，RZ表示氢原子或卤原子，优选氢原子。
式(3-2)中，X表示硫原子、氧原子或硒原子。
式(3-2)中，U5是氟原子、氰基、由式(4-3)表示的基团或由式(4-4)表示的基团。
[化学式29]
式(4-3)中，*表示键合位置。
式(4-3)中，p3表示1～5的整数。
式(4-3)中，T3表示卤原子或氰基。
作为由式(4-3)表示的基团，例如可以举出具有T3为氟原子的由式(4-3)表示的基团、具有T3为氰基的由式(4-3)表示的基团。
在具有T3为氟原子的由式(4-3)表示的基团中，T3存在多个时，存在多个的T3中的至少一个(优选全部)为氟原子即可。具有T3为氰基的由式(4-3)表示的基团也相同。
作为由式(4-3)表示的基团的具体例，可以举出氟苯基(4-氟苯基等)、二氟苯基(3,5-二氟苯基等)、三氟苯基(3,4,5-二氟苯基等)、四氟苯基、五氟苯基及氰基苯基(4-氰基苯基等)。
式(4-4)中，*表示键合位置。
式(4-4)中，Z表示含氮芳香环基。
式(4-4)中，p4表示0～4的整数。
当p4为0时，不存在T4。
式(4-4)中，T4表示卤原子、可以具有卤原子的碳原子数1～2的烷基或氰基。
式(3-2)中，U5优选由式(4-3)表示的基团或由式(4-4)表示的基团，更优选由式(4-4)表示的基团。
(式(3-3))
特定化合物还优选为由式(3-3)表示的化合物。
[化学式30]
式(3-3)中，RZ表示氢原子或卤原子，优选氢原子。
式(3-3)中，X表示硫原子、氧原子或硒原子。
式(3-3)中，U6是氟原子、氰基、由式(4-5)表示的基团或由式(4-6)表示的基团。
[化学式31]
式(4-5)中，*表示键合位置。
式(4-5)中，p5表示0～5的整数。
式(4-5)中，T5表示卤原子、可以具有卤原子的碳原子数1～2的烷基或氰基。
作为由式(4-5)表示的基团，例如可以举出具有T5为氟原子的由式(4-5)表示的基团、具有T5为氰基的由式(4-5)表示的基团以及具有T5为可以具有卤原子的碳原子数1～2的烷基的由式(4-5)表示的基团。
在具有T5为氟原子的由式(4-5)表示的基团中，T5存在多个时，存在多个的T5中的至少一个(优选全部)为氟原子即可。具有T5为氰基的由式(4-5)表示的基团以及具有T5为可以具有卤原子的碳原子数1～2的烷基的由式(4-5)表示的基团也相同。
作为由式(4-5)表示的基团的具体例，可以举出苯基、氟苯基(4-氟苯基等)、二氟苯基(3,5-二氟苯基等)、三氟苯基(3,4,5-二氟苯基等)、四氟苯基、五氟苯基、三氟甲基苯基(4-(三氟甲基)苯基等)及氰基苯基(4-氰基苯基等)。
式(4-6)中，*表示键合位置。
式(4-6)中，Z表示含氮芳香环基。
式(4-6)中，p4表示0～4的整数。
当p4为0时，不存在T6。
式(4-6)中，T6表示卤原子、可以具有卤原子的碳原子数1～2的烷基或氰基。
式(3-3)中，U6优选氰基、具有T5为氟原子的由式(4-5)表示的基团、具有T5为氰基的由式(4-5)表示的基团或由式(4-6)表示的基团，更优选具有T5为氟原子的由式(4-5)表示的基团、具有T5为氰基的由式(4-5)表示的基团或由式(4-6)表示的基团，进一步优选具有T5为氰基的由式(4-5)表示的基团或由式(4-6)表示的基团。
(式(3-4))
特定化合物还优选为由式(3-4)表示的化合物。
[化学式32]
式(3-4)中，RZ表示氢原子或卤原子，优选氢原子。
式(3-4)中，X表示硫原子、氧原子或硒原子。
式(3-4)中，E表示芳香环。
由E表示的上述芳香环与和1个RZ键合的五元环稠合，并与上述五元环共有2个碳原子作为成环原子。
由E表示的上述芳香环除了U6以外，还可以具有卤原子作为取代基。
由E表示的芳香环可以具有的上述取代基(为U6以外的取代基)优选氟原子以外的卤原子。
当由E表示的芳香环具有上述取代基时，其个数例如为1～3。
由E表示的上述芳香环还优选不具有上述取代基。
式(3-4)中，n3表示0～4的整数。
当n3为0时，不存在被赋予n3为0的U6。例如，当式(3-4)中的左侧的n3为0时，不存在左侧的U6，左侧的E不与U6键合。
式(3-4)中，U6是氟原子、氰基、由式(4-5)表示的基团或由式(4-6)表示的基团。式(4-5)及式(4-6)如上所述。
(式(3-5))
特定化合物还优选为由式(3-5)表示的化合物。
[化学式33]
式(3-5)中，RZ表示氢原子或卤原子，优选氢原子。
式(3-5)中，U6是氟原子、氰基、由式(4-5)表示的基团或由式(4-6)表示的基团。式(4-5)及式(4-6)如上所述。
(式(3-6))
特定化合物还优选为由式(3-6)表示的化合物。
[化学式34]
式(3-6)中，RZ表示氢原子或卤原子，优选氢原子。
式(3-6)中，U6是氟原子、氰基、由式(4-5)表示的基团或由式(4-6)表示的基团。式(4-5)及式(4-6)如上所述。
式(3-6)中，U6优选具有T5为氟原子的由式(4-5)表示的基团、具有T5为氰基的由式(4-5)表示的基团或由式(4-6)表示的基团，更优选由式(4-6)表示的基团。
(式(1-4))
特定化合物还优选为由式(1-4)表示的化合物。
[化学式35]
式(1-4)中，AY为由上述式(2)～式(8)中的任一个表示的基团。
式(1-4)中，U2表示氢原子、卤原子、氰基或芳香环基。
由U2表示的芳香环基可以具有取代基，该取代基选自由卤原子、可以具有卤原子的碳原子数1～2的烷基及氰基组成的组中的基团。
当由U2表示的芳香环基具有取代基时，其个数例如为1～4。
作为由U2表示的芳香环基的例子，同样可以举出作为式(1)中由U1表示的芳香环基的例子所举出的基团。
式(1-4)中，RZ表示氢原子或卤原子，优选氢原子。
式(1-4)中，X1A及X1B中的一个表示硫原子、氧原子或硒原子，X1A及X1B中的另一个表示-CR＝。
式(1-4)中，X2A及X2B中的一个表示硫原子、氧原子或硒原子，X2A及X2B中的另一个表示-CR＝。
式(1-4)中，X3A及X3B中的一个表示硫原子、氧原子或硒原子，X3A及X3B中的另一个表示-CR＝。
式(1-4)中，X4A及X4B中的一个表示硫原子、氧原子或硒原子，X4A及X4B中的另一个表示-CR＝。
R表示氢原子或取代基(卤原子等)。
(式(1-5))
特定化合物还优选为由式(1-5)表示的化合物。
[化学式36]
式(1-5)中，AY为由上述式(2)～式(8)中的任一个表示的基团。
式(1-5)中，U2表示氢原子、卤原子、氰基或芳香环基。
由U2表示的芳香环基可以具有取代基，该取代基选自由卤原子、可以具有卤原子的碳原子数1～2的烷基及氰基组成的组中的基团。
当由U2表示的芳香环基具有取代基时，其个数例如为1～4。
作为由U2表示的芳香环基的例子，同样可以举出作为式(1)中由U1表示的芳香环基的例子所举出的基团。
式(1-5)中，RZ表示氢原子或卤原子，优选氢原子。
式(1-5)中，X表示硫原子、氧原子或硒原子。
(式(1-6))
特定化合物还优选为由式(1-6)表示的化合物。
[化学式37]
式(1-6)中，AY为由上述式(2)～式(8)中的任一个表示的基团。
式(1-6)中，U2表示氢原子、卤原子、氰基或芳香环基。
由U2表示的芳香环基可以具有取代基，该取代基选自由卤原子、可以具有卤原子的碳原子数1～2的烷基及氰基组成的组中的基团。
当由U2表示的芳香环基具有取代基时，其个数例如为1～4。
作为由U2表示的芳香环基的例子，同样可以举出作为式(1)中由U1表示的芳香环基的例子所举出的基团。
式(1-6)中，RZ表示氢原子或卤原子，优选氢原子。
式(1-6)中，X表示硫原子、氧原子或硒原子。
(式(1-7))
特定化合物还优选为由式(1-7)表示的化合物。
[化学式38]
式(1-7)中，AY为由上述式(2)～式(8)中的任一个表示的基团。
式(1-7)中，U2表示氢原子、卤原子、氰基或芳香环基。
由U2表示的芳香环基可以具有取代基，该取代基选自由卤原子、可以具有卤原子的碳原子数1～2的烷基及氰基组成的组中的基团。
当由U2表示的芳香环基具有取代基时，其个数例如为1～4。
作为由U2表示的芳香环基的例子，同样可以举出作为式(1)中由U1表示的芳香环基的例子所举出的基团。
式(1-7)中，RZ表示氢原子或卤原子，优选氢原子。
式(1-7)中，X5A及X5B中的一个表示硫原子、氧原子或硒原子，X5A及X5B中的另一个表示-CR＝。
式(1-7)中，X6A及X6B中的一个表示硫原子、氧原子或硒原子，X6A及X6B中的另一个表示-CR＝。
式(1-7)中，X7A及X7B中的一个表示硫原子、氧原子或硒原子，X7A及X7B中的另一个表示-CR＝。
式(1-7)中，X8A及X8B中的一个表示硫原子、氧原子或硒原子，X8A及X8B中的另一个表示-CR＝。
R表示氢原子或取代基(卤原子等)。
(式(1-8))
特定化合物还优选为由式(1-8)表示的化合物。
[化学式39]
式(1-8)中，AY为由上述式(2)～式(8)中的任一个表示的基团。
式(1-8)中，U2表示氢原子、卤原子、氰基或芳香环基。
由U2表示的芳香环基可以具有取代基，该取代基选自由卤原子、可以具有卤原子的碳原子数1～2的烷基及氰基组成的组中的基团。
当由U2表示的芳香环基具有取代基时，其个数例如为1～4。
作为由U2表示的芳香环基的例子，同样可以举出作为式(1)中由U1表示的芳香环基的例子所举出的基团。
式(1-8)中，RZ表示氢原子或卤原子，优选氢原子。
式(1-8)中，X表示硫原子、氧原子或硒原子。
特定化合物还优选为左右对称的结构。
特定化合物还优选例如式(1)中存在2个的由“-(Ar1)m-Ar2-(U1)n1”表示的基团为相同结构。
以下示出特定化合物的具体例。
[化学式40]
[化学式41]
[化学式42]
[化学式43]
[化学式44]
[化学式45]
[化学式46]
[化学式47]
[化学式48]
[化学式49]
[化学式50]
[化学式51]
[化学式52]
[化学式53]
[化学式54]
[化学式55]
[化学式56]
[化学式57]
[化学式58]
[化学式59]
[化学式60]
特定化合物的分子量没有特别限制，优选为400～1200，更优选为400～900。如果分子量为1200以下，则蒸镀温度不会变高，不易发生化合物的分解。如果分子量为400以上，则蒸镀膜的玻璃化转变点不会降低，光电转换元件的耐热性得到提高。
特定化合物作为在摄像元件、光传感器或光电池中使用的光电转换膜的材料特别有用。并且，特定化合物还可以用作着色材料、液晶材料、有机半导体材料、电荷传输材料、医药材料及荧光诊断药物材料。
从与后述n型半导体材料的能级匹配的观点出发，特定化合物优选为在单膜中的电离势为-5.0～-6.0eV的化合物。
特定化合物的极大吸收波长没有特别限制，例如优选在350～550nm的范围内，更优选在400～550nm的范围内。
另外，上述极大吸收波长是将特定化合物的吸收光谱调整到使吸光度成为0.5～1的程度的浓度，并在溶液状态(溶剂：氯仿)下测定的值。但是，当特定化合物不溶解于氯仿时，将使用对特定化合物进行蒸镀而成为膜状态的特定化合物测定的值作为特定化合物的极大吸收波长。
光电转换膜的极大吸收波长没有特别限制，例如优选在300～700nm的范围内，更优选在400～700nm的范围内。
从光电转换元件的响应性的观点出发，光电转换膜中的特定化合物的含量(＝特定化合物的以单层换算的膜厚/光电转换膜的膜厚×100)优选为15～75体积％，更优选为20～60体积％，进一步优选为25～40体积％。
特定化合物可以单独使用1种，也可以使用2种以上。
＜色素＞
光电转换膜包含色素作为上述特定化合物以外的其他成分。
上述色素优选为有机色素。
关于上述色素，例如可以举出花青色素、苯乙烯色素、半花青色素、部花青色素(包含零次甲基部花青(简单部花青))、若丹菁色素、allopolar色素、氧杂菁色素、半氧杂菁色素、方酸菁色素、克酮鎓色素、氮杂次甲基色素、香豆素色素、亚芳基色素、蒽醌色素、三苯基甲烷色素、偶氮色素、次甲基偶氮色素、茂金属色素、芴酮色素、俘精酸酐(fulgide)色素、苝色素、吩嗪色素、吩噻嗪色素、醌色素、二苯基甲烷色素、多烯色素、吖啶色素、吖啶酮色素、喹噁啉色素、二苯胺色素、喹酞酮色素、吩噁嗪色素、酞苝色素、二噁烷色素、卟啉色素、叶绿素色素、酞菁色素、亚酞菁色素、金属络合物色素、日本特开2014-82483号公报的段落[0083]～[0089]中记载的化合物、日本特开2009-167348号公报的段落[0029]～[0033]中记载的化合物、日本特开2012-77064号公报的段落[0197]～[0227]中记载的化合物、WO2018-105269号公报的段落[0035]～[0038]中记载的化合物、WO2018-186389号公报的段落[0041]～[0043]中记载的化合物、WO2018-186397号公报的段落[0059]～[0062]中记载的化合物、WO2019-009249号公报的段落[0078]～[0083]中记载的化合物、WO2019-049946号公报的段落[0054]～[0056]中记载的化合物、WO2019-054327号公报的段落[0059]～[0063]中记载的化合物、WO2019-098161号公报的段落[0086]～[0087]中记载的化合物及WO2020-013246号公报的段落[0085]～[0114]中记载的化合物。
相对于光电转换膜中特定化合物和色素的总含量，色素的含量(＝(色素的以单层换算的膜厚/(特定化合物的以单层换算的膜厚+色素的以单层换算的膜厚)×100))优选为15～75体积％，更优选为20～60体积％，进一步优选为25～50体积％。
另外，色素可以单独使用1种，也可以使用2种以上。
＜n型半导体材料＞
光电转换膜还优选包含n型半导体材料作为上述特定化合物及色素以外的其他成分。
n型半导体材料是受体性有机半导体材料(化合物)，是指具有容易接受电子的性质的有机化合物。
更详细而言，n型半导体材料优选为与上述特定化合物接触使用时电子亲和力比特定化合物大的有机化合物。
在本说明书中，使用LUMO值的相反数的值(乘以负1的值)作为电子亲和力的值，所述LUMO值通过使用Gaussian‘09(由Gaussian公司制造的软件)计算B3LYP/6-31G(d)来求出。
并且，n型半导体材料优选为与上述色素接触使用时电子亲和力比色素大的有机化合物。
n型半导体材料的电子亲和力优选为3.0～5.0eV。
关于n型半导体材料，例如可以举出选自由富勒烯及其衍生物组成的组中的富勒烯类、稠合芳香族碳环化合物(例如，萘衍生物、蒽衍生物、菲衍生物、并四苯衍生物、芘衍生物、苝衍生物及荧蒽衍生物)；具有氮原子、氧原子及硫原子中的至少一个的5～7元环的杂环化合物(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、咪唑及噻唑等)；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；1,4,5,8-萘四羧酸酐；1,4,5,8-萘四羧酸酐酰亚胺衍生物、噁二唑衍生物；蒽醌二甲烷衍生物；二苯醌衍生物；浴铜灵(bathocuproine)、红菲咯啉、及它们的衍生物；三唑化合物；二苯乙烯基亚芳基衍生物；具有含氮杂环化合物作为配体的金属络合物；硅杂环戊二烯(Silole)化合物；以及日本特开2006-100767号公报的段落[0056]～[0057]中记载的化合物。
其中，n型半导体材料优选包含选自由富勒烯及其衍生物组成的组中的富勒烯类。
关于富勒烯，例如可以举出富勒烯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C540及混合富勒烯。
关于富勒烯衍生物，例如可以举出在上述富勒烯上加成了取代基的化合物。取代基优选为烷基、芳基或杂环基。富勒烯衍生物优选为日本特开2007-123707号公报中记载的化合物。
在光电转换膜包含n型半导体材料的情况下，相对于特定化合物、色素和n型半导体材料的总含量，n型半导体材料的含量(＝(n型半导体材料的以单层换算的膜厚/(特定化合物的以单层换算的膜厚+色素的以单层换算的膜厚+n型半导体材料的以单层换算的膜厚)×100))优选为15～75体积％，更优选为20～60体积％，进一步优选为25～50体积％。
另外，n型半导体材料可以单独使用1种，也可以使用2种以上。
并且，在n型半导体材料包含富勒烯类的情况下，相对于n型半导体材料的总含量，富勒烯类的含量(＝(富勒烯类的以单层换算的膜厚/以单层换算的各n型半导体材料的膜厚的总计)×100)优选为50～100体积％，更优选为80～100体积％。
另外，富勒烯类可以单独使用1种，也可以使用2种以上。
n型半导体材料的分子量优选为200～1200，更优选为200～1000。
光电转换膜优选实质上仅由特定化合物、色素和n型半导体材料构成。光电转换膜实质上仅由特定化合物、色素和n型半导体材料构成是指，相对于光电转换膜总质量，特定化合物、色素和n型半导体材料的总含量为95～100质量％。
光电转换膜优选为在混合有特定化合物和色素的状态下形成的混合层。
并且，在光电转换膜包含n型半导体材料的情况下，光电转换膜优选为在混合有特定化合物和n型半导体材料的状态下形成的混合层。
在光电转换膜包含色素和n型半导体材料的情况下，光电转换膜优选为在混合有特定化合物、色素和n型半导体材料的状态下形成的混合层。
混合层是在单一层中混合有2种以上材料的层。
含有特定化合物的光电转换膜是非发光性膜，具有与有机电致发光元件(OLED：Organic Light Emitting Diode，有机发光二极管)不同的特征。非发光性膜是指发光量子效率为1％以下的膜，发光量子效率优选为0.5％以下，更优选为0.1％以下。
＜成膜方法＞
光电转换膜主要通过干式成膜法形成。关于干式成膜法，例如可以举出蒸镀法(特别是真空蒸镀法)、溅射法、离子镀法及MBE(Molecular Beam Epitaxy：分子束外延)法等物理气相沉积法、以及等离子体聚合等CVD(Chemical Vapor Deposition：化学气相沉积)法。其中，优选为真空蒸镀法。在通过真空蒸镀法形成光电转换膜的情况下，真空度及蒸镀温度等制造条件能够按照常规方法来设定。
光电转换膜的厚度优选为10～1000nm，更优选为50～800nm，进一步优选为50～500nm，尤其优选为50～400nm。
＜电极＞
电极(上部电极(透明导电性膜)15和下部电极(导电性膜)11)由导电性材料构成。关于导电性材料，可以举出金属、合金、金属氧化物、导电性化合物及它们的混合物等。
光从上部电极15入射，因此优选上部电极15对待检测的光是透明的。关于构成上部电极15的材料，例如可以举出掺杂了锑或氟等的氧化锡(ATO：Antimony Tin Oxide(氧化锡锑)、FTO：Fluorine doped Tin Oxide(掺氟氧化锡))、氧化锡、氧化锌、氧化铟、氧化铟锡(ITO：Indium Tin Oxide)及氧化锌铟(IZO：Indium zinc oxide)等导电性金属氧化物；金、银、铬及镍等金属薄膜；这些金属与导电性金属氧化物的混合物或层叠物；聚苯胺、聚噻吩、聚吡咯等有机导电性材料；以及石墨烯及碳纳米管等碳材料等。其中，从高导电性及透明性等观点出发，优选导电性金属氧化物。
通常，若将导电性膜制成比某一范围薄，则会导致电阻值的急剧增加，但是在组装有本实施方式的光电转换元件的固体摄像元件中，薄膜电阻例如为100～10000Ω/□即可，能够薄膜化的膜厚范围的自由度大。并且，上部电极(透明导电性膜)15的厚度越薄，所吸收的光的量越少，通常透光率增加。透光率的增加会增大光电转换膜中的光吸收，增大光电转换能，因此是优选的。如果考虑伴随薄膜化的漏电流的抑制、薄膜电阻值的增大及透射率的增加，则上部电极15的膜厚优选为5～100nm，更优选为5～20nm。
下部电极11根据用途存在具有透明性的情况和相反地不具有透明性而使光反射的情况。关于构成下部电极11的材料，例如可以举出掺杂了锑或氟等的氧化锡(ATO、FTO)、氧化锡、氧化锌、氧化铟、氧化铟锡(ITO)及氧化铟锌(IZO)等导电性金属氧化物；金、银、铬、镍、钛、钨及铝等金属、以及这些金属的氧化物或氮化物等导电性化合物(作为一例，举出氮化钛(TiN))；这些金属与导电性金属氧化物的混合物或层叠物；聚苯胺、聚噻吩及聚吡咯等有机导电性材料；以及石墨烯及碳纳米管等碳材料等。
形成电极的方法没有特别限制，可以根据电极材料而适当选择。具体而言，可以举出印刷方式及涂布方式等湿式方式；真空蒸镀法、溅射法及离子镀法等物理方式；以及CVD及等离子体CVD法等化学方式等。
在电极材料为ITO的情况下，可以举出电子束法、溅射法、电阻加热蒸镀法、化学反应法(溶胶-凝胶法等)及氧化铟锡分散物的涂布等方法。
＜电荷阻挡膜：电子阻挡膜、空穴阻挡膜＞
本发明的光电转换元件还优选在导电性膜与透明导电性膜之间具有除了光电转换膜以外的1种以上的中间层。关于上述中间层，可以举出电荷阻挡膜。通过光电转换元件具有该膜，得到的光电转换元件的特性(光电转换效率及响应性等)更加优异。关于电荷阻挡膜，可以举出电子阻挡膜和空穴阻挡膜。以下，对各膜进行详细叙述。
(电子阻挡膜)
电子阻挡膜是供体性有机半导体材料(化合物)，例如可以使用下述p型有机半导体。p型有机半导体可以单独使用1种，也可以使用2种以上。
关于p型有机半导体，例如可以举出三芳基胺化合物(例如，N,N’-双(3-甲基苯基)-(1,1’-联苯基)-4,4’-二胺(TPD)、4,4’-双[N-(萘基)-N-苯基-氨基]联苯基(α-NPD)、日本特开2011-228614号公报的段落[0128]～[0148]中记载的化合物、日本特开2011-176259号公报的段落[0052]～[0063]中记载的化合物、日本特开2011-225544号公报的段落[0119]～[0158]中记载的化合物、日本特开2015-153910号公报的[0044]～[0051]中记载的化合物及日本特开2012-94660号公报的段落[0086]～[0090]中记载的化合物等)、吡唑啉化合物、苯乙烯胺化合物、腙化合物、聚硅烷化合物、噻吩化合物(例如，噻吩并噻吩衍生物、二苯并噻吩衍生物、苯并二噻吩衍生物、二噻吩并噻吩衍生物、[1]苯并噻吩并[3,2-b]噻吩(BTBT)衍生物、噻吩并[3,2-f：4,5-f′]双[1]苯并噻吩(TBBT)衍生物、日本特开2018-014474号的段落[0031]～[0036]中记载的化合物、WO2016-194630号的段落[0043]～[0045]中记载的化合物、WO2017-159684号的段落[0025]～[0037]、[0099]～[0109]中记载的化合物、日本特开2017-076766号公报的段落[0029]～[0034]中记载的化合物、WO2018-207722的段落[0015]～[0025]中记载的化合物、日本特开2019-054228的段落[0045]～[0053]中记载的化合物、WO2019-058995的段落[0045]～[0055]中记载的化合物、WO2019-081416的段落[0063]～[0089]中记载的化合物、日本特开2019-080052的段落[0033]～[0036]中记载的化合物、WO2019-054125的段落[0044]～[0054]中记载的化合物、WO2019-093188的段落[0041]～[0046]中记载的化合物、等)、花青化合物、氧杂菁化合物、多胺化合物、吲哚化合物、吡咯化合物、吡唑化合物、聚亚芳基化合物、稠合芳香族碳环化合物(例如，萘衍生物、蒽衍生物、菲衍生物、并四苯衍生物、并五苯衍生物、芘衍生物、苝衍生物及荧蒽衍生物)、卟啉化合物、酞菁化合物、三唑化合物、噁二唑化合物、咪唑化合物、聚芳基烷烃化合物、吡唑啉酮化合物、氨基取代的查耳酮化合物、噁唑化合物、芴酮化合物、硅氮烷化合物、以及具有含氮杂环化合物作为配体的金属络合物。
关于p型有机半导体，可以举出电离势比n型半导体材料小的化合物，只要满足该条件，也可以使用上述那样的色素。
并且，作为电子阻挡膜，还可以使用高分子材料。
关于高分子材料，例如可以举出亚苯基亚乙烯、芴、咔唑、吲哚、芘、吡咯、甲基吡啶、噻吩、乙炔及联乙炔等聚合物以及其衍生物。
另外，电子阻挡膜可以由多个膜构成。
电子阻挡膜可以由无机材料构成。通常，无机材料的介电常数大于有机材料的介电常数，因此在将无机材料用于电子阻挡膜的情况下，光电转换膜会被施加较多的电压，光电转换效率会变高。关于能够成为电子阻挡膜的无机材料，例如可以举出氧化钙、氧化铬、氧化铬铜、氧化锰、氧化钴、氧化镍、氧化铜、氧化镓铜、氧化锶铜、氧化铌、氧化钼、氧化铟铜、氧化铟银及氧化铱。
(空穴阻挡膜)
空穴阻挡膜是受体性有机半导体材料(化合物)，并且可以利用上述n型半导体材料等。
电荷阻挡膜的制造方法没有特别限制，例如可以举出干式成膜法和湿式成膜法。关于干式成膜法，例如可以举出蒸镀法和溅射法。蒸镀法可以是物理蒸镀(PVD：PhysicalVapor Deposition(物理气相沉积))法和化学蒸镀(CVD)法中的任一种，优选为真空蒸镀法等物理蒸镀法。关于湿式成膜法，例如可以举出喷墨法、喷涂法、喷嘴印刷法、旋涂法、浸涂法、浇铸法、模涂法、辊涂法、棒涂法及凹版涂布法，从高精度图案化的观点出发，优选喷墨法。
电荷阻挡膜(电子阻挡膜及空穴阻挡膜)的厚度分别优选为3～200nm，更优选为5～100nm，进一步优选为5～30nm。
＜基板＞
光电转换元件还可以具有基板。所使用的基板的种类没有特别限制，例如可以举出半导体基板、玻璃基板及塑料基板。
另外，基板的位置没有特别限制，通常在基板上依次层叠导电性膜、光电转换膜及透明导电性膜。
＜密封层＞
光电转换元件还可以具有密封层。由于水分子等劣化因子的存在，光电转换材料的性能有时会显著劣化。因此，通过用密封层包覆并密封光电转换膜整体，能够防止上述劣化，所述密封层是不使水分子渗透的致密的金属氧化物、金属氮化物或金属氮氧化物等陶瓷、或者金刚石状碳(DLC：Diamond-like Carbon(类金刚石碳))等。
另外，关于密封层，可以按照日本特开2011-082508号公报的段落[0210]～[0215]中的记载来进行材料的选择和制造。
[摄像元件、光传感器]
作为光电转换元件的用途，例如可以举出摄像元件。摄像元件是将图像的光信息转换为电信号的元件且通常是指多个光电转换元件在同一平面上配置成矩阵状，在各个光电转换元件(像素)中将光信号转换成电信号，并且能够针对每个像素将该电信号依次输出到摄像元件外部。因此，每个像素由1个以上的光电转换元件和1个以上的晶体管构成。
摄像元件搭载于数码相机及数码摄像机等摄像元件、电子内窥镜以及移动电话等的摄像模块等。
本发明的光电转换元件还优选用于具有本发明的光电转换元件的光传感器。关于光传感器，可以单独使用上述光电转换元件，也可以用作将上述光电转换元件配置成直线状的线传感器或配置成平面状的二维传感器。
[化合物]
本发明还涉及化合物。
本发明的化合物与上述特定化合物中的由式(2-2)表示的化合物、由式(3-2)表示的化合物、由式(3-3)表示的化合物、由式(3-4)表示的化合物、由式(3-5)表示的化合物、由式(3-6)表示的化合物、由式(1-4)表示的化合物、由式(1-5)表示的化合物、由式(1-6)表示的化合物、由式(1-7)表示的化合物和/或由式(1-8)表示的化合物相同，优选条件也相同。
实施例
以下，基于实施例进一步对本发明进行详细说明。只要不脱离本发明的宗旨，则能够适当地变更以下实施例中示出的材料、使用量、比例、处理内容及处理步骤等。因此，本发明的范围不应被以下所示的实施例限定性地解释。
[化合物(评价化合物)]
＜化合物(G-1)的合成＞
根据下述方案合成了特定化合物即化合物(G-1)。
[化学式61]
将化合物(e-1)10g放入三口烧瓶中，向上述烧瓶中进一步加入1当量的化合物(e-2)、2当量的碳酸钠及甲苯200ml，将得到的混合液进行了搅拌。搅拌后，将上述混合液减压脱气并用氮气置换。然后，向上述混合液中加入0.05当量的四(三苯基膦)钯(0)，在110℃下加热搅拌了5小时。然后，将上述混合液降温至室温(25℃)，并用水和氯仿对上述混合液进行分液。将得到的有机相用硫酸镁干燥并过滤。将得到的滤液浓缩后进行硅胶柱色谱纯化，得到了化合物(e-3)11.1g。
将化合物(e-3)11g放入三口烧瓶中，在氮气氛下向上述烧瓶中进一步加入四氢呋喃330ml，搅拌得到的混合液并冷却至-20℃。向上述混合液中加入1.03当量的正丁基锂的己烷溶液并搅拌30分钟。向上述混合液中滴加1.05当量的硼酸三甲酯并搅拌30分钟后，在室温(25℃)下将上述混合液搅拌30分钟。用0.5当量浓度的盐酸和乙酸乙酯对上述混合液进行分液。将得到的有机相用硫酸镁干燥并过滤。将得到的滤液浓缩后进行硅胶柱色谱纯化，得到了化合物(e-4)10.8g。
将化合物(e-5)4g放入三口烧瓶中，在氮气氛下向上述烧瓶中进一步加入甲苯120ml，将得到的混合液进行了搅拌。向上述混合液中加入2.5当量的化合物(e-4)及3当量的碳酸钠并搅拌后，将上述混合液减压脱气并用氮气置换。然后，向上述混合液中加入0.05当量的四(三苯基膦)钯(0)，在110℃下加热搅拌了8小时。然后，将上述混合液降温至室温(25℃)后进行了过滤。用氯仿悬浮清洗得到的残渣(过滤物)后进行了过滤。将得到的残渣(过滤物)减压干燥，升华纯化，从而得到了化合物(G-1)3.05g。
＜化合物(I-2-5)的合成＞
根据下述方案合成了特定化合物即化合物(I-2-5)。
[化学式62]
将化合物(e-6)5g放入三口烧瓶中，向上述烧瓶中进一步加入1当量的化合物(e-7)、2当量的碳酸钠及甲苯150ml，将得到的混合液进行了搅拌。然后，将上述混合液减压脱气并用氮气置换。然后，向上述混合液中加入0.05当量的四(三苯基膦)钯(0)，在110℃下加热搅拌了8小时。然后，将上述混合液降温至室温(25℃)，并用水和氯仿对上述混合液进行分液。将得到的有机相用硫酸镁干燥并过滤。将得到的滤液浓缩后进行硅胶柱色谱纯化，得到了化合物(e-8)5.13g。
将化合物(e-8)5g放入三口烧瓶中，在氮气氛下向上述烧瓶中进一步加入四氢呋喃200ml，搅拌得到的混合液并冷却至-20℃。向上述混合液中加入化合物1.03当量的正丁基锂的己烷溶液并在0℃下搅拌30分钟。然后向上述混合液中滴加1.05当量的二甲基甲酰胺并搅拌30分钟后，在室温(25℃)下搅拌1小时。在上述混合液中加入饱和氯化铵水溶液和氯仿进行分液提取，将得到的有机相用硫酸镁进行干燥并过滤。将得到的滤液浓缩后进行硅胶柱色谱纯化，得到了化合物(e-9)4.82g。
将化合物(e-9)4.8g放入三口烧瓶中，在氮气氛下向上述烧瓶中进一步加入0.5当量的化合物(e-10)、正丙醇192ml，将得到的混合液在100℃下加热搅拌8小时。然后，将上述混合液降温至室温(25℃)并进行了过滤。用氯仿悬浮清洗得到的残渣(过滤物)后进行了过滤。将得到的残渣(过滤物)减压干燥，升华纯化，从而得到了化合物(I-2-5)4.62g。
参考上述合成方法还合成了其他特定化合物。
所合成的各特定化合物的基于ESI-MS(电喷雾电离质谱法(electrosprayionization mass spectrometry))的测定结果如下。
所合成的各特定化合物中的基于化合物J-1～J-23及化合物K-1～K-19的LDI-MS(软激光解吸电离质谱法(soft laser desorption ionization mass spectrometry))的测定结果如下。
以下示出试验中使用的特定化合物和比较用化合物。
以下，还将特定化合物和比较用化合物统称为评价化合物。
＜试验中使用的特定化合物＞
试验中使用的特定化合物如下。
[化学式63]
[化学式64]
[化学式65]
[化学式66]
[化学式67]
[化学式68]
[化学式69]
[化学式70]
[化学式71]
[化学式72]
＜试验中使用的比较用化合物＞
试验中使用的比较用化合物如下。
[化学式73]
[化学式74]
[化学式75]
[化学式76]
[色素(评价色素)]
将下述所示的色素作为实施例中的评价中使用的评价色素，用于制作后述的光电转换元件。
另外，评价色素即化合物(B-1)是与比较用化合物即化合物(QD)相同的化合物。
[化学式77]
[化学式78]
[化学式79]
[化学式80]
[n型半导体材料]
将富勒烯C60作为评价中使用的n型半导体材料，用于制作后述的光电转换元件。
[试验]
＜实施例及比较例：光电转换元件的制作＞
使用得到的化合物制作了图2中的形态的光电转换元件。此处，光电转换元件包括下部电极11、电子阻挡膜16A、光电转换膜12、空穴阻挡膜16B及上部电极15。
具体而言，在玻璃基板上通过溅射法使非晶性ITO成膜而形成下部电极11(厚度：30nm)，进一步在下部电极11上通过真空加热蒸镀法使下述化合物(C-1)成膜而形成了电子阻挡膜16A(厚度：10nm)。
此外，在将基板的温度控制在25℃的状态下，在电子阻挡膜16A上将评价化合物(上述评价化合物中中的任一种)、n型半导体材料(富勒烯C60)及色素(上述评价色素中的任一种)设定为
/秒的蒸镀速率，分别以单层换算为100nm的方式通过真空蒸镀法进行共蒸镀而成膜，形成了总计膜厚为300nm的混合层即光电转换膜12(光电转换膜形成工序)。但是，在比较例11中，不使用n型半导体材料而形成了总计膜厚为200nm的混合层的光电转换膜12。
此外，在光电转换膜12上使下述的化合物(C-2)成膜从而形成了空穴阻挡膜16B(厚度：10nm)。
此外，在空穴阻挡膜16B上通过溅射法使非晶性ITO膜成膜，从而形成了上部电极15(透明导电性膜)(厚度：10nm)。在上部电极15上通过真空蒸镀法形成SiO膜作为密封层之后，在其上通过ALCVD(Atomic Layer Chemical Vapor Deposition：原子层化学气相沉积)法形成氧化铝(Al2O3)层，从而制作了各实施例或比较例的光电转换元件(也简称为“元件”)。
使用相同组合的评价化合物及评价色素，分别制作各10个按照同样步骤制作的同种元件，供后述的评价使用。
[化学式81]
＜光电转换效率(灵敏度)的评价＞
确认了得到的各元件的驱动。向各元件施加了电压，以使电场强度为2.0×105V/cm。然后，从上部电极(透明导电性膜)侧照射光，评价了450nm下的光电转换效率(外部量子效率)。使用由NIHON OPTEL CORPORATION制造的恒定能量量子效率测定装置测定了外部量子效率。所照射的光量为50μW/cm2。
另外，对制作的10个同种元件测定了各自的外部量子效率，将其平均的外部量子效率作为该种元件的外部量子效率。
关于灵敏度的评价，将外部量子效率为92％以上的情况评价为“A”、将90％以上且小于92％的情况评价为“B”、将87％以上且小于90％的情况评价为“C”、将85％以上且小于87％的情况评价为“D”、将82％以上且小于85％的情况评价为“E”、将小于82％的情况评价为“F”。
实用上，优选为“D”以上的评价，更优选为“C”以上，进一步优选为“B”以上。
＜响应性的测定＞
使用得到的各元件，实施了以下响应性的评价。
具体而言，向元件施加了电压，以使强度为2.0×105V/cm。然后，瞬间点亮LED(light emitting diode：发光二极管)，从上部电极(透明导电性膜)侧照射光，用示波器测定了此时的光电流。此时，假设光照射前的电流强度(信号强度)为0％、通过光照射测定的最大信号强度为100％，针对各元件求出了进行光照射后信号强度从0％到97％的时间(上升时间)。
另外，对制作的10个同种元件测定了各自的上升时间，将其平均的上升时间作为该种元件的上升时间。
求出了将比较例1的元件的上升时间设为1时的各元件的上升时间的相对值。
另外，关于响应性的评价，将上升时间的上述相对值小于0.10的情况评价为“AA”、将0.10以上且小于0.15的情况评价为“A”、将0.15以上且小于0.20的情况评价为“B”、将0.20以上且小于0.25的情况评价为“C”、将0.25以上且小于0.30的情况评价为“D”、将0.30以上且小于1.00的情况评价为“E”、将1.00以上的情况评价为“F”。
实用上，优选为“D”以上，更优选为“C”以上，进一步优选为“B”以上。
＜响应偏差的抑制性的评价＞
对于制作的10个同种元件，用与上述＜响应性的测定＞同样的方法分别测定了上升时间。将10个元件的上升时间的平均值标准化为1，求出10个元件的上升时间的标准偏差，评价了响应偏差的抑制性。
关于响应偏差的抑制性的评价，将标准偏差的值小于0.02的情况评价为“A”、将0.02以上且小于0.03的情况评价为“B”、将0.03以上且小于0.04的情况评价为“C”、将0.04以上且小于0.05的情况评价为“D”、将0.05以上且小于0.10的情况评价为“E”、将0.10以上的情况评价为“F”。
另外，标准偏差可以通过以下计算式来计算。
s：标准偏差
n：10
x：1
xi：将10个元件的上升时间的平均值标准化为1时的第i个元件的上升时间
[数式1]
＜耐热性的评价＞
在手套箱中将得到的各元件在160℃下加热处理1小时。然后，用与上述＜光电转换效率(灵敏度)的评价＞相同的方法评价了外部量子效率。将加热处理前的外部量子效率设为1，计算了对相同元件进行加热处理后的外部量子效率的相对值。
另外，对制作的10个同种元件计算了各自的相对值，将其平均的相对值作为这种元件的相对值。
关于耐热性的评价，将上述相对值为0.98以上的情况评价为“A”、将0.95以上且小于0.98的情况评价为“B”、将0.93以上且小于0.95的情况评价为“C”、将0.90以上且小于0.93的情况评价为“D”、将小于0.90的情况评价为“E”。
将各实施例或比较例的光电转换元件的特征、以及使用各实施例或比较例的光电转换元件进行的试验的结果示于下述表1。
表中，“化合物”栏中的“种类”栏表示在元件的制作中作为评价化合物使用的化合物的种类。
“式”栏表示所使用的特定化合物是否为由式(1)、式(1-2)、式(1-3)、式(2-2)、式(3-2)、式(3-3)、式(3-4)、式(3-5)、式(3-6)、式(1-4)、式(1-5)、式(1-6)、式(1-7)及式(1-8)中的任一个表示的化合物。另外，当评价用化合物是可以由它们中的多个式表示的化合物时，显示为由后面列举的式表示。例如，当化合物是可以由式(1)、式(1-2)及式(3-2)中的任一个表示的化合物时，在“式”栏中显示为由式(3-2)表示的化合物。
“U”栏表示所使用的特定化合物所具有的由U1～U6中的任一个表示的基团的形态。“芳香环基”表示式(1-2)、式(1-4)、式(1-5)、式(1-6)、式(1-7)及式(1-8)中的U2或式(1-3)中的U3为芳香环基(该芳香环基可以具有取代基，该取代基选自由卤原子、可以具有卤原子的碳原子数1～2的烷基及氰基组成的组中的基团)，“4-1F”表示具有T1为氟原子的由式(4-1)表示的基团，“4-1CN”表示具有T1为氰基的由式(4-1)表示的基团，“4-2”表示由式(4-2)表示的基团，“4-3F”表示具有T3为氟原子的由式(4-3)表示的基团，“4-4”表示由式(4-4)表示的基团，“4-5F”表示具有T5为氟原子的由式(4-5)表示的基团，“4-5CN”表示具有T5为氰基的由式(4-5)表示的基团，“4-5AL”表示具有T5为烷基的由式(4-5)表示的基团，“4-6”表示由式(4-6)表示的基团。
“色素”、“n型半导体材料”栏分别表示在元件的制作中使用的色素或n型半导体材料的种类。
另外，耐热性试验只在一部分实施例或比较例中实施，在未实施耐热性试验的实施例中，耐热性的评价栏为空栏。
[表1]
[表2]
[表3]
[表4]
根据表1所示的结果，确认了在光电转换膜中使用特定化合物的本发明的光电转换元件中，本发明的效果优异。
另一方面，当使用与特定化合物不同的化合物时，得到的光电转换元件的灵敏度、响应性及响应偏差的抑制性比本发明的光电转换元件差。
并且，确认了当特定化合物为由式(1-2)、式(1-3)、式(2-2)、式(3-2)、式(3-3)、式(3-4)、式(3-5)、式(3-6)、式(1-4)、式(1-5)、式(1-6)、式(1-7)或由式(1-8)表示的化合物时，本发明的效果更优异。
确认了当特定化合物为由式(2-2)、式(3-2)、式(3-3)、式(3-4)、式(3-5)、式(3-6)、式(1-4)、式(1-5)、式(1-6)、式(1-7)或由式(1-8)表示的化合物时，本发明的效果更优异。
从本发明的效果更优异的观点出发，确认了由式(1-2)表示的化合物中，由U2表示的基团优选为氢原子或芳香环基。并且，确认了Rz优选为氢原子(参考诸如实施例36～41、实施例44～50、实施例138～145的结果的比较)。
从本发明的效果更优异的观点出发，确认了由式(2-2)表示的化合物中，由U4表示的基团优选为具有T1为氰基的由式(4-1)表示的基团或由式(4-2)表示的基团(参考实施例1～35等结果的比较)。
从本发明的效果更优异的观点出发，确认了由式(3-2)表示的化合物中，由U5表示的基团优选为由式(4-3)表示的基团或由式(4-4)表示的基团，更优选为由式(4-4)表示的基团(参考实施例1～35等结果的比较)。
从本发明的效果更优异的观点出发，确认了由式(3-3)表示的化合物中，由U6表示的基团优选为氰基、具有T5为氟原子的由式(4-5)表示的基团、具有T5为氰基的由式(4-5)表示的基团或由式(4-6)表示的基团，更优选为具有T5为氟原子的由式(4-5)表示的基团、具有T5为氰基的由式(4-5)表示的基团或由式(4-6)表示的基团，进一步优选为具有T5为氰基的由式(4-5)表示的基团或由式(4-6)表示的基团(参考实施例74～110等结果的比较)。
从本发明的效果更优异的观点出发，确认了由式(3-6)表示的化合物中，由U5表示的基团优选为具有T5为氟原子的由式(4-5)表示的基团、具有T5为氰基的由式(4-5)表示的基团或由式(4-6)表示的基团，更优选为由式(4-6)表示的基团(参考实施例119～137等结果的比较)。
从光电转换元件的耐热性更优异的观点出发，确认了特定化合物优选为由式(2-2)、式(3-2)、式(3-3)、式(3-6)、式(1-4)、式(1-5)、式(1-6)、式(1-7)或式(1-8)表示的化合物，更优选为由式(3-2)、式(3-3)、式(3-6)、式(1-4)、式(1-5)、式(1-6)、式(1-7)或式(1-8)表示的化合物，进一步优选为由式(1-4)、式(1-5)、式(1-6)、式(1-7)或式(1-8)表示的化合物。
符号说明
10a、10b-光电转换元件，11-导电性膜(下部电极)，12-光电转换膜，15-透明导电性膜(上部电极)，16A-电子阻挡膜，16B-空穴阻挡膜。
Claims (20)
1.一种光电转换元件，其依次具有导电性膜、光电转换膜及透明导电性膜，其中，
所述光电转换膜包含色素及由式(1)表示的化合物，
[化学式1]
式(1)中，A是由式(2)～式(8)中的任一个表示的基团，
Ar1表示芳香环基，由Ar1表示的所述芳香环基可以具有取代基，该取代基选自由卤原子及可以具有卤原子的碳原子数1～2的烷基组成的组中的基团，
Ar2表示芳香环基，由Ar2表示的所述芳香环基除了U1以外，还可以具有取代基，该取代基选自由卤原子及可以具有卤原子的碳原子数1～2的烷基组成的组中的基团，U1表示卤原子、氰基或芳香环基，由U1表示的所述芳香环基可以具有取代基，该取代基选自由卤原子、可以具有卤原子的碳原子数1～2的烷基及氰基组成的组中的基团，
m表示0～2的整数，
n1表示0～5的整数，
[化学式2]
式(2)～式(8)中，*表示键合位置，
RZ表示氢原子或卤原子，
Y41～Y44、Y51、Y52及Y71～Y76分别独立地表示-N＝或-CR＝，Y61及Y62分别独立地表示-CR＝，R表示氢原子或取代基，
X51表示硫原子、氧原子或硒原子，
n4表示1或2，
n5表示1或2，
A、B及C分别独立地表示5环或6环的芳香环基，A、B及C相互稠合而形成了稠环，
式(4)中，当n4为1时，总计4个Y41～Y44之中，至少一个为-N＝或-CF＝，当n4为2时，总计8个Y41～Y44之中，至少一个为-N＝或-CF＝，
式(5)中，当n5为1时，总计2个Y51及Y52之中，至少一个为-N＝或-CF＝，当n5为2时，总计4个Y51及Y52之中，至少一个为-N＝或-CF＝，
式(6)中，总计2个Y61及Y62之中，至少一个为-CF＝，
式(7)中，总计6个Y71～Y76之中，至少一个为-N＝或-CF＝，
式(8)中，构成由A、B及C表示的所述芳香环基的成环原子之中，至少一个为-N＝或-CF＝。
2.根据权利要求1所述的光电转换元件，其中，
由所述式(1)表示的化合物是由式(1-2)～式(1-8)中的任一个表示的化合物，
[化学式3]
式(1-2)～式(1-8)中，AX是由所述式(2)或所述式(3)表示的基团，
AY是由所述式(2)～所述式(8)中的任一个表示的基团，
U2表示氢原子、卤原子、氰基或芳香环基，由U2表示的所述芳香环基可以具有取代基，该取代基选自由卤原子、可以具有卤原子的碳原子数1～2的烷基及氰基组成的组中的基团，
U3表示卤原子、氰基或芳香环基，由U3表示的所述芳香环基可以具有取代基，该取代基选自由卤原子、可以具有卤原子的碳原子数1～2的烷基及氰基组成的组中的基团，
RZ表示氢原子或卤原子，
X表示硫原子、氧原子或硒原子，
式(1-4)中，X1A及X1B中的一个表示硫原子、氧原子或硒原子，X1A及X1B中的另一个表示-CR＝，
式(1-4)中，X2A及X2B中的一个表示硫原子、氧原子或硒原子，X2A及X2B中的另一个表示-CR＝，
式(1-4)中，X3A及X3B中的一个表示硫原子、氧原子或硒原子，X3A及X3B中的另一个表示-CR＝，
式(1-4)中，X4A及X4B中的一个表示硫原子、氧原子或硒原子，X4A及X4B中的另一个表示-CR＝，
式(1-7)中，X5A及X5B中的一个表示硫原子、氧原子或硒原子，X5A及X5B中的另一个表示-CR＝，
式(1-7)中，X6A及X6B中的一个表示硫原子、氧原子或硒原子，X6A及X6B中的另一个表示-CR＝，
式(1-7)中，X7A及X7B中的一个表示硫原子、氧原子或硒原子，X7A及X7B中的另一个表示-CR＝，
式(1-7)中，X8A及X8B中的一个表示硫原子、氧原子或硒原子，X8A及X8B中的另一个表示-CR＝，
R表示氢原子或取代基，
m表示0～2的整数，
n2表示0或1。
3.根据权利要求1或2所述的光电转换元件，其中，
由所述式(8)表示的基团是由式(9)表示的基团及由式(10)表示的基团中的任一个，
[化学式4]
式(9)及式(10)中，*表示键合位置，
Y81～Y84分别独立地表示-N＝或-CR＝，R表示氢原子或取代基，
式(9)中，总计2个Y81及Y82之中，至少一个为-N＝或-CF＝，
式(10)中，总计2个Y83及Y84之中，至少一个为-N＝或-CF＝。
4.根据权利要求1所述的光电转换元件，其中，
所述A是由所述式(3)～所述式(8)中的任一个表示的基团。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的光电转换元件，其中，
由所述式(1)表示的化合物是由所述式(1-4)～所述式(1-8)中的任一个表示的化合物。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的光电转换元件，其中，
由所述式(1)表示的化合物的分子量为400～900。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的光电转换元件，其中，
所述光电转换膜是在混合有由所述式(1)表示的化合物和所述色素的状态下形成的混合层。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的光电转换元件，其中，
在所述导电性膜与所述透明导电性膜之间，除了所述光电转换膜以外，还具有1种以上的中间层。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的光电转换元件，其中，
所述光电转换膜还含有n型半导体材料。
10.根据权利要求9所述的光电转换元件，其中，
所述n型半导体材料含有选自由富勒烯及其衍生物组成的组中的富勒烯类。
11.一种摄像元件，其具有权利要求1至10中任一项所述的光电转换元件。
12.一种光传感器，其具有权利要求1至10中任一项所述的光电转换元件。
13.一种化合物，其由式(2-2)表示，
[化学式5]
式(2-2)中，RZ表示氢原子或卤原子，
X表示硫原子、氧原子或硒原子，
U4是氟原子、由式(4-1)表示的基团或由式(4-2)表示的基团，
[化学式6]
式(4-1)及式(4-2)中，*表示键合位置，
p1表示1～5的整数，
当p1表示1时，T1表示氰基，
当p1表示2～5的整数时，T1表示卤原子，
Z表示含氮芳香环基，
p2表示0～4的整数，
T2表示卤原子或氰基。
14.一种化合物，其由式(3-2)～式(3-6)中的任一个表示，
[化学式7]
式(3-2)～式(3-6)中，RZ表示氢原子或卤原子，
X表示硫原子、氧原子或硒原子，
E表示芳香环，由E表示的所述芳香环除了U6以外，还可以具有卤原子作为取代基，
n3表示0～4的整数，
U5是氟原子、氰基、由式(4-3)表示的基团或由式(4-4)表示的基团，
U6是氟原子、氰基、由式(4-5)表示的基团或由式(4-6)表示的基团，
[化学式8]
式(4-3)～式(4-6)中，*表示键合位置，
Z表示含氮芳香环基，
p3表示1～5的整数，
T3表示卤原子或氰基，
p4表示0～4的整数，
T4表示卤原子、可以具有卤原子的碳原子数1～2的烷基或氰基，
p5表示0～5的整数，
T5表示卤原子、可以具有卤原子的碳原子数1～2的烷基或氰基，
p6表示0～4的整数，
T6表示卤原子、可以具有卤原子的碳原子数1～2的烷基或氰基。
15.一种化合物，其由式(1-4)表示，
[化学式9]
式(1-4)中，AY是由式(2)～式(8)中的任一个表示的基团，
U2表示氢原子、卤原子、氰基或芳香环基，由U2表示的所述芳香环基可以具有取代基，该取代基选自由卤原子、可以具有卤原子的碳原子数1～2的烷基及氰基组成的组中的基团，
RZ表示氢原子或卤原子，
式(1-4)中，X1A及X1B中的一个表示硫原子、氧原子或硒原子，X1A及X1B中的另一个表示-CR＝，
式(1-4)中，X2A及X2B中的一个表示硫原子、氧原子或硒原子，X2A及X2B中的另一个表示-CR＝，
式(1-4)中，X3A及X3B中的一个表示硫原子、氧原子或硒原子，X3A及X3B中的另一个表示-CR＝，
式(1-4)中，X4A及X4B中的一个表示硫原子、氧原子或硒原子，X4A及X4B中的另一个表示-CR＝，
R表示氢原子或取代基，
[化学式10]
式(2)～式(8)中，*表示键合位置，
RZ表示氢原子或卤原子，
Y41～Y44、Y51、Y52及Y71～Y76分别独立地表示-N＝或-CR＝，Y61及Y62分别独立地表示-CR＝，R表示氢原子或取代基，
X51表示硫原子、氧原子或硒原子，
n4表示1或2，
n5表示1或2，
A、B及C分别独立地表示5环或6环的芳香环基，A、B及C相互稠合而形成了稠环，
式(4)中，当n4为1时，总计4个Y41～Y44之中，至少一个为-N＝或-CF＝，当n4为2时，总计8个Y41～Y44之中，至少一个为-N＝或-CF＝，
式(5)中，当n5为1时，总计2个Y51及Y52之中，至少一个为-N＝或-CF＝，当n5为2时，总计4个Y51及Y52之中，至少一个为-N＝或-CF＝，
式(6)中，总计2个Y61及Y62之中，至少一个为-CF＝，
式(7)中，总计6个Y71～Y76之中，至少一个为-N＝或-CF＝，
式(8)中，构成由A、B及C表示的所述芳香环基的成环原子之中，至少一个为-N＝或-CF＝。
16.一种化合物，其由式(1-5)表示，
[化学式11]
式(1-5)中，AY是由式(2)～式(8)中的任一个表示的基团，
U2表示氢原子、卤原子、氰基或芳香环基，由U2表示的所述芳香环基可以具有取代基，该取代基选自由卤原子、可以具有卤原子的碳原子数1～2的烷基及氰基组成的组中的基团，
RZ表示氢原子或卤原子，
X表示硫原子、氧原子或硒原子，
[化学式12]
式(2)～式(8)中，*表示键合位置，
RZ表示氢原子或卤原子，
Y41～Y44、Y51、Y52及Y71～Y76分别独立地表示-N＝或-CR＝，Y61及Y62分别独立地表示-CR＝，R表示氢原子或取代基，
X51表示硫原子、氧原子或硒原子，
n4表示1或2，
n5表示1或2，
A、B及C分别独立地表示5环或6环的芳香环基，A、B及C相互稠合而形成了稠环，
式(4)中，当n4为1时，总计4个Y41～Y44之中，至少一个为-N＝或-CF＝，当n4为2时，总计8个Y41～Y44之中，至少一个为-N＝或-CF＝，
式(5)中，当n5为1时，总计2个Y51及Y52之中，至少一个为-N＝或-CF＝，当n5为2时，总计4个Y51及Y52之中，至少一个为-N＝或-CF＝，
式(6)中，总计2个Y61及Y62之中，至少一个为-CF＝，
式(7)中，总计6个Y71～Y76之中，至少一个为-N＝或-CF＝，
式(8)中，构成由A、B及C表示的所述芳香环基的成环原子之中，至少一个为-N＝或-CF＝。
17.一种化合物，其由式(1-6)表示，
[化学式13]
式(1-6)中，AY是由式(2)～式(8)中的任一个表示的基团，
U2表示氢原子、卤原子、氰基或芳香环基，由U2表示的所述芳香环基可以具有取代基，该取代基选自由卤原子、可以具有卤原子的碳原子数1～2的烷基及氰基组成的组中的基团，
RZ表示氢原子或卤原子，
X表示硫原子、氧原子或硒原子，
[化学式14]
式(2)～式(8)中，*表示键合位置，
RZ表示氢原子或卤原子，
Y41～Y44、Y51、Y52及Y71～Y76分别独立地表示-N＝或-CR＝，Y61及Y62分别独立地表示-CR＝，R表示氢原子或取代基，
X51表示硫原子、氧原子或硒原子，
n4表示1或2，
n5表示1或2，
A、B及C分别独立地表示5环或6环的芳香环基，A、B及C相互稠合而形成了稠环，
式(4)中，当n4为1时，总计4个Y41～Y44之中，至少一个为-N＝或-CF＝，当n4为2时，总计8个Y41～Y44之中，至少一个为-N＝或-CF＝，
式(5)中，当n5为1时，总计2个Y51及Y52之中，至少一个为-N＝或-CF＝，当n5为2时，总计4个Y51及Y52之中，至少一个为-N＝或-CF＝，
式(6)中，总计2个Y61及Y62之中，至少一个为-CF＝，
式(7)中，总计6个Y71～Y76之中，至少一个为-N＝或-CF＝，
式(8)中，构成由A、B及C表示的所述芳香环基的成环原子之中，至少一个为-N＝或-CF＝。
18.一种化合物，其由式(1-7)表示，
[化学式15]
式(1-7)中，AY是由式(2)～式(8)中的任一个表示的基团，
U2表示氢原子、卤原子、氰基或芳香环基，由U2表示的所述芳香环基可以具有取代基，该取代基选自由卤原子、可以具有卤原子的碳原子数1～2的烷基及氰基组成的组中的基团，
RZ表示氢原子或卤原子，
式(1-7)中，X5A及X5B中的一个表示硫原子、氧原子或硒原子，X5A及X5B中的另一个表示-CR＝，
式(1-7)中，X6A及X6B中的一个表示硫原子、氧原子或硒原子，X6A及X6B中的另一个表示-CR＝，
式(1-7)中，X7A及X7B中的一个表示硫原子、氧原子或硒原子，X7A及X7B中的另一个表示-CR＝，
式(1-7)中，X8A及X8B中的一个表示硫原子、氧原子或硒原子，X8A及X8B中的另一个表示-CR＝，
R表示氢原子或取代基，
[化学式16]
式(2)～式(8)中，*表示键合位置，
RZ表示氢原子或卤原子，
Y41～Y44、Y51、Y52及Y71～Y76分别独立地表示-N＝或-CR＝，Y61及Y62分别独立地表示-CR＝，R表示氢原子或取代基，
X51表示硫原子、氧原子或硒原子，
n4表示1或2，
n5表示1或2，
A、B及C分别独立地表示5环或6环的芳香环基，A、B及C相互稠合而形成了稠环，
式(4)中，当n4为1时，总计4个Y41～Y44之中，至少一个为-N＝或-CF＝，当n4为2时，总计8个Y41～Y44之中，至少一个为-N＝或-CF＝，
式(5)中，当n5为1时，总计2个Y51及Y52之中，至少一个为-N＝或-CF＝，当n5为2时，总计4个Y51及Y52之中，至少一个为-N＝或-CF＝，
式(6)中，总计2个Y61及Y62之中，至少一个为-CF＝，
式(7)中，总计6个Y71～Y76之中，至少一个为-N＝或-CF＝，
式(8)中，构成由A、B及C表示的所述芳香环基的成环原子之中，至少一个为-N＝或-CF＝。
19.一种化合物，其由式(1-8)表示，
[化学式17]
式(1-8)中，AY是由式(2)～式(8)中的任一个表示的基团，
U2表示氢原子、卤原子、氰基或芳香环基，由U2表示的所述芳香环基可以具有取代基，该取代基选自由卤原子、可以具有卤原子的碳原子数1～2的烷基及氰基组成的组中的基团，
RZ表示氢原子或卤原子，
X表示硫原子、氧原子或硒原子，
[化学式18]
式(2)～式(8)中，*表示键合位置，
RZ表示氢原子或卤原子，
Y41～Y44、Y51、Y52及Y71～Y76分别独立地表示-N＝或-CR＝，Y61及Y62分别独立地表示-CR＝，R表示氢原子或取代基，
X51表示硫原子、氧原子或硒原子，
n4表示1或2，
n5表示1或2，
A、B及C分别独立地表示5环或6环的芳香环基，A、B及C相互稠合而形成了稠环，
式(4)中，当n4为1时，总计4个Y41～Y44之中，至少一个为-N＝或-CF＝，当n4为2时，总计8个Y41～Y44之中，至少一个为-N＝或-CF＝，
式(5)中，当n5为1时，总计2个Y51及Y52之中，至少一个为-N＝或-CF＝，当n5为2时，总计4个Y51及Y52之中，至少一个为-N＝或-CF＝，
式(6)中，总计2个Y61及Y62之中，至少一个为-CF＝，
式(7)中，总计6个Y71～Y76之中，至少一个为-N＝或-CF＝，
式(8)中，构成由A、B及C表示的所述芳香环基的成环原子之中，至少一个为-N＝或-CF＝。
20.根据权利要求13至19中任一项所述的化合物，其中，
分子量为400～900。
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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