DE112021000744T5 - Bildaufnahmeelement und bildaufnahmevorrichtung - Google Patents

Bildaufnahmeelement und bildaufnahmevorrichtung Download PDF

Info

Publication number
DE112021000744T5
DE112021000744T5 DE112021000744.0T DE112021000744T DE112021000744T5 DE 112021000744 T5 DE112021000744 T5 DE 112021000744T5 DE 112021000744 T DE112021000744 T DE 112021000744T DE 112021000744 T5 DE112021000744 T5 DE 112021000744T5
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
electrode
layer
level
image pickup
photoelectric conversion
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE112021000744.0T
Other languages
English (en)
Inventor
Masato Kanno
Chiaki Takahashi
Yosuke Saito
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sony Group Corp
Original Assignee
Sony Group Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sony Group Corp filed Critical Sony Group Corp
Publication of DE112021000744T5 publication Critical patent/DE112021000744T5/de
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K30/00—Organic devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation
    • H10K30/10—Organic devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation comprising heterojunctions between organic semiconductors and inorganic semiconductors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/144—Devices controlled by radiation
    • H01L27/146—Imager structures
    • H01L27/14643—Photodiode arrays; MOS imagers
    • H01L27/14645—Colour imagers
    • H01L27/14647—Multicolour imagers having a stacked pixel-element structure, e.g. npn, npnpn or MQW elements
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/144—Devices controlled by radiation
    • H01L27/146—Imager structures
    • H01L27/14601—Structural or functional details thereof
    • H01L27/14638—Structures specially adapted for transferring the charges across the imager perpendicular to the imaging plane
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/144—Devices controlled by radiation
    • H01L27/146—Imager structures
    • H01L27/14665—Imagers using a photoconductor layer
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/02—Details
    • H01L31/0224—Electrodes
    • H01L31/022408—Electrodes for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K30/00—Organic devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation
    • H10K30/20—Organic devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation comprising organic-organic junctions, e.g. donor-acceptor junctions
    • H10K30/211—Organic devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation comprising organic-organic junctions, e.g. donor-acceptor junctions comprising multiple junctions, e.g. double heterojunctions
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K30/00—Organic devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation
    • H10K30/80—Constructional details
    • H10K30/81—Electrodes
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K30/00—Organic devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation
    • H10K30/30—Organic devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation comprising bulk heterojunctions, e.g. interpenetrating networks of donor and acceptor material domains
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K39/00—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one organic radiation-sensitive element covered by group H10K30/00
    • H10K39/30—Devices controlled by radiation
    • H10K39/32—Organic image sensors
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K85/00—Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
    • H10K85/30—Coordination compounds
    • H10K85/321—Metal complexes comprising a group IIIA element, e.g. Tris (8-hydroxyquinoline) gallium [Gaq3]
    • H10K85/322—Metal complexes comprising a group IIIA element, e.g. Tris (8-hydroxyquinoline) gallium [Gaq3] comprising boron
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K85/00—Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
    • H10K85/60—Organic compounds having low molecular weight
    • H10K85/615—Polycyclic condensed aromatic hydrocarbons, e.g. anthracene
    • H10K85/621—Aromatic anhydride or imide compounds, e.g. perylene tetra-carboxylic dianhydride or perylene tetracarboxylic di-imide
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K85/00—Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
    • H10K85/60—Organic compounds having low molecular weight
    • H10K85/649—Aromatic compounds comprising a hetero atom
    • H10K85/657—Polycyclic condensed heteroaromatic hydrocarbons
    • H10K85/6572—Polycyclic condensed heteroaromatic hydrocarbons comprising only nitrogen in the heteroaromatic polycondensed ring system, e.g. phenanthroline or carbazole
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K85/00—Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
    • H10K85/60—Organic compounds having low molecular weight
    • H10K85/649—Aromatic compounds comprising a hetero atom
    • H10K85/657—Polycyclic condensed heteroaromatic hydrocarbons
    • H10K85/6574—Polycyclic condensed heteroaromatic hydrocarbons comprising only oxygen in the heteroaromatic polycondensed ring system, e.g. cumarine dyes
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K85/00—Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
    • H10K85/60—Organic compounds having low molecular weight
    • H10K85/649—Aromatic compounds comprising a hetero atom
    • H10K85/657—Polycyclic condensed heteroaromatic hydrocarbons
    • H10K85/6576—Polycyclic condensed heteroaromatic hydrocarbons comprising only sulfur in the heteroaromatic polycondensed ring system, e.g. benzothiophene
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/549—Organic PV cells
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
  • Light Receiving Elements (AREA)

Abstract

Ein Bildaufnahmeelement gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung ist versehen mit: einer ersten Elektrode; einer zweiten Elektrode, die der ersten Elektrode gegenüberliegend angeordnet ist; einer organischen Schicht, die zwischen der ersten Elektrode und der zweiten Elektrode angeordnet ist und mindestens eine Schicht für photoelektrische Umwandlung umfasst; einer ersten Halbleiterschicht, die zwischen der zweiten Elektrode und der organischen Schicht angeordnet ist und mindestens eine von einer kohlenstoffhaltigen Verbindung, die eine größere Elektronenaffinität als die Arbeitsfunktion der ersten Elektrode hat, und einer anorganischen Verbindung, die eine größere Arbeitsfunktion als die der ersten Elektrode hat, umfasst; und einer zweiten Halbleiterschicht, die zwischen der zweiten Elektrode und der ersten Halbleiterschicht angeordnet ist und in der der Absolutwert B der Differenz zwischen einem höchsten besetzten Molekülorbital(HOMO)-Niveau und einem Fermi-Niveau der zweiten Elektrode gleich oder größer dem Absolutwert A der Differenz zwischen einem von einer optischen Bandlücke berechneten ersten niedrigsten unbesetzten Molekülorbital(LUMO)-Niveau und dem Fermi-Niveau ist, oder die nahe dem Fermi-Niveau ein Niveau in der Bandlücke mit einer Zustandsdichte von 1/10000 oder mehr im Vergleich zu dem HOMO-Niveau hat.

Description

  • Technisches Gebiet
  • Die vorliegende Offenbarung betrifft ein Bildaufnahmeelement, in dem z. B. ein organisches Material verwendet wird, und eine Bildaufnahmevorrichtung, die das Bildaufnahmeelement umfasst.
  • Stand der Technik
  • In den letzten Jahren wurde ein sogenanntes vertikales spektroskopisches Bildaufnahmeelement mit einer vertikal mehrschichtigen Struktur vorgeschlagen, in der ein organischer Abschnitt für photoelektrische Umwandlung über einem Halbleitersubstrat angeordnet ist. In dem vertikalen spektroskopischen Bildaufnahmeelement werden Lichtanteile im roten und blauen Wellenlängenbereich von entsprechenden Abschnitten für photoelektrische Umwandlung (Photodioden PD1 und PD2) photoelektrisch umgewandelt, die in einem Halbleitersubstrat gebildet sind, und wird Licht im grünen Wellenlängenbereich von einem organischen Film für photoelektrische Umwandlung, der in einem organischen Abschnitt für photoelektrische Umwandlung angeordnet ist, photoelektrisch umgewandelt.
  • In einem solchen Bildaufnahmeelement wird die von den Photodioden PD1 und PD2 durch photoelektrische Umwandlung erzeugte elektrische Ladung vorübergehend in den Photodioden PD1 und PD2 akkumuliert und dann an entsprechende Schichten schwebender Diffusion übertragen. Dies ermöglicht es, die Photodioden PD1 und PD2 vollständig zu entleeren. Die von dem organischen Abschnitt für photoelektrische Umwandlung erzeugte elektrische Ladung wird währenddessen direkt in einer Schicht schwebender Diffusion akkumuliert. Dies macht es schwierig, den organischen Abschnitt für photoelektrische Umwandlung vollständig zu entleeren, wodurch kTC-Rauschen zunimmt und sich Zufallsrauschen verschlechtert. Dies führt zu einer geringeren Bildqualität bei der Bildaufnahme.
  • Im Gegensatz dazu offenbart z. B. PTL 1 ein Bildaufnahmeelement, das mit einer Elektrode für Akkumulation von elektrischer Ladung in einem Abschnitt für photoelektrische Umwandlung versehen ist, der auf einem Halbleitersubstrat angeordnet ist und eine erste Elektrode, eine Schicht für photoelektrische Umwandlung und eine zweite Elektrode umfasst, die gestapelt sind, wodurch eine Abnahme der Bildqualität bei der Bildaufnahme unterdrückt wird. Die Elektrode für Akkumulation von elektrischer Ladung ist derart angeordnet, dass sie von der ersten Elektrode beabstandet ist und der Schicht für photoelektrische Umwandlung gegenüberliegt, wobei eine Isolierschicht dazwischen angeordnet ist.
  • Liste der Entgegenhaltungen
  • Patentliteratur
  • PTL 1: Ungeprüfte japanische Patentanmeldung mit der Veröffentlichungsnr. 2017-157816
  • Kurzdarstellung der Erfindung
  • Im Übrigen wird von einem Bildaufnahmeelement eine höhere Photoresponsivität gefordert.
  • Es ist wünschenswert, ein Bildaufnahmeelement und eine Bildaufnahmevorrichtung bereitzustellen, die es beide ermöglichen, die Photoresponsivität zu erhöhen.
  • Ein Bildaufnahmeelement gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung umfasst: eine erste Elektrode; eine zweite Elektrode; eine organische Schicht; eine erste Halbleiterschicht; und eine zweite Halbleiterschicht. Die zweite Elektrode ist derart angeordnet, dass sie der ersten Elektrode gegenüberliegt. Die organische Schicht ist zwischen der ersten Elektrode und der zweiten Elektrode angeordnet. Die organische Schicht umfasst mindestens eine Schicht für photoelektrische Umwandlung. Die erste Halbleiterschicht ist zwischen der zweiten Elektrode und der organischen Schicht angeordnet. Die erste Halbleiterschicht umfasst mindestens eine von einer kohlenstoffhaltigen Verbindung oder einer anorganischen Verbindung. Die kohlenstoffhaltige Verbindung hat eine größere Elektronenaffinität als die Arbeitsfunktion der ersten Elektrode. Die anorganische Verbindung hat eine größere Arbeitsfunktion als die Arbeitsfunktion der ersten Elektrode. Die zweite Halbleiterschicht ist zwischen der zweiten Elektrode und der ersten Halbleiterschicht angeordnet. Die zweite Halbleiterschicht hat einen Absolutwert B einer Differenz zwischen einem HOMO(höchsten besetzten Molekülorbital)-Niveau und einem Fermi-Niveau der zweiten Elektrode oder hat nahe dem Fermi-Niveau ein Niveau in der Bandlücke mit einer Zustandsdichte von 1/10000 oder mehr im Vergleich zu dem HOMO-Niveau. Der Absolutwert B ist größer oder gleich einem Absolutwert A einer Differenz zwischen einem ersten LUMO(niedrigsten unbesetzten Molekülorbital)-Niveau und dem Fermi-Niveau. Das erste LUMO-Niveau wird von einer optischen Bandlücke berechnet.
  • Eine Bildaufnahmevorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung umfasst für jedes einer Mehrzahl von Pixeln das eine oder die mehreren Bildaufnahmeelemente gemäß der vorstehend beschriebenen Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
  • Das Bildaufnahmeelement gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung und die Bildaufnahmevorrichtung gemäß der Ausführungsform sind jeweils mit der ersten Halbleiterschicht zwischen der zweiten Elektrode und der organischen Schicht versehen. Die zweite Elektrode ist derart angeordnet, dass sie der ersten Elektrode gegenüberliegt, wobei die organische Schicht dazwischen angeordnet ist. Die organische Schicht umfasst mindestens die Schicht für photoelektrische Umwandlung. Die erste Halbleiterschicht umfasst mindestens eine der kohlenstoffhaltigen Verbindung oder der anorganischen Verbindung. Die kohlenstoffhaltige Verbindung hat eine größere Elektronenaffinität als die Arbeitsfunktion der ersten Elektrode. Die anorganische Verbindung hat eine größere Arbeitsfunktion als die Arbeitsfunktion der ersten Elektrode. Ferner sind das Bildaufnahmeelement gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung und die Bildaufnahmevorrichtung gemäß der Ausführungsform jeweils mit der zweiten Halbleiterschicht zwischen der zweiten Elektrode und der ersten Halbleiterschicht versehen. Die zweite Halbleiterschicht hat den Absolutwert B der Differenz zwischen dem HOMO-Niveau und dem Fermi-Niveau der zweiten Elektrode oder hat nahe dem Fermi-Niveau das Niveau in der Bandlücke mit einer Zustandsdichte von 1/10000 oder mehr im Vergleich zu dem HOMO-Niveau. Der Absolutwert B ist größer oder gleich dem Absolutwert A der Differenz zwischen dem ersten LUMO-Niveau und dem Fermi-Niveau. Das erste LUMO-Niveau wird von der optischen Bandlücke berechnet. Dies fördert die Injektion von Elektronen von der zweiten Elektrode in die erste Halbleiterschicht.
  • Figurenliste
    • [1] 1 ist ein schematisches Querschnittsdiagramm, das ein Beispiel für eine schematische Konfiguration eines Bildaufnahmeelements gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung darstellt.
    • [2] 2 ist ein Ersatzschaltbild des in 1 dargestellten Bildaufnahmeelements.
    • [3] 3 ist ein schematisches Diagramm, das die Anordnung einer unteren Elektrode und eines Transistors darstellt, der in einer Steuereinrichtung eines in 1 dargestellten organischen Abschnitts für photoelektrische Umwandlung enthalten ist.
    • [4A] 4A ist ein Diagramm, das ein Beispiel für ein Energieniveau des in 1 dargestellten organischen Abschnitts für photoelektrische Umwandlung darstellt.
    • [4B] 4B ist ein Diagramm, das ein weiteres Beispiel für das Energieniveau des in 1 dargestellten organischen Abschnitts für photoelektrische Umwandlung darstellt.
    • [5] 5 ist ein Diagramm, das ein Messergebnis für jedes der Energieniveaus von NBphen darstellt.
    • [6] 6 ist ein Diagramm, das ein Messergebnis für jedes der Energieniveaus von NDI35 darstellt.
    • [7] 7 ist eine Querschnittsansicht zur Beschreibung eines Verfahrens zur Herstellung des in 1 dargestellten Bildaufnahmeelements.
    • [8] 8 ist eine Querschnittsansicht eines Schritts, der auf 7 folgt.
    • [9] 9 ist eine Querschnittsansicht eines Schritts, der auf 8 folgt.
    • [10] 10 ist eine Querschnittsansicht eines Schritts, der auf 9 folgt.
    • [11] 11 ist eine Querschnittsansicht eines Schritts, der auf 10 folgt.
    • [12] 12 ist eine Querschnittsansicht eines Schritts, der auf 11 folgt.
    • [13] 13 ist eine Querschnittsansicht eines Schritts, der auf 12 folgt.
    • [14] 14 ist ein Ablaufdiagramm, das ein Betriebsbeispiel des in 1 dargestellten Bildaufnahmeelements darstellt.
    • [15] 15 ist ein Blockdiagramm, das eine Konfiguration einer Bildaufnahmevorrichtung darstellt, in der das in 1 dargestellte Bildaufnahmeelement als ein Pixel verwendet wird.
    • [16] 16 ist ein Funktionsblockdiagramm, das ein Beispiel für ein elektronisches Gerät (Kamera) darstellt, in dem die in 15 dargestellte Bildaufnahmevorrichtung verwendet wird.
    • [17] 17 ist ein Blockdiagramm, das ein Beispiel für eine schematische Konfiguration eines In-vivo-Informationserlangungssystems darstellt.
    • [18] 18 ist eine Ansicht, die ein Beispiel für eine schematische Konfiguration eines Systems für endoskopische Chirurgie darstellt.
    • [19] 19 ist ein Blockdiagramm, das ein Beispiel für eine funktionale Konfiguration eines Kamerakopfs und einer Kamerasteuereinheit (CCU) darstellt.
    • [20] 20 ist ein Blockdiagramm, das ein Beispiel für eine schematische Konfiguration eines Fahrzeugsteuersystems darstellt.
    • [21] 21 ist ein Diagramm zur Unterstützung der Erläuterung eines Beispiels für Einbaupositionen eines Abschnitts zum Detektieren von Informationen außerhalb des Fahrzeugs und eines Bildaufnahmeabschnitts.
    • [22] 22 ist ein schematisches Querschnittsdiagramm, das eine Vorrichtungsstruktur als eine Auswertungsprobe darstellt.
  • Ausführungsarten der Erfindung
  • Nachstehend wird eine Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung mit Bezugnahme auf die Zeichnungen ausführlich beschrieben. Die nachstehende Beschreibung ist ein spezielles Beispiel für die vorliegende Offenbarung, aber die vorliegende Offenbarung ist nicht auf die nachstehenden Ausführungsarten beschränkt. Zudem ist die vorliegende Offenbarung auch nicht auf die Anordnung, die Abmessungen, die Abmessungsverhältnisse und dergleichen der in den entsprechenden Diagrammen dargestellten entsprechenden Komponenten beschränkt. Es ist anzumerken, dass die Beschreibung in der folgenden Reihenfolge erfolgt.
    • 1. Ausführungsform (ein Beispiel, bei dem eine die Elektroneninj ektionsförderschicht mit einem vorbestimmten Energieniveau zwischen einer Arbeitsfunktionsanpassungsschicht und einer oberen Elektrode angeordnet ist)
    • 1-1. Konfiguration des Bildaufnahmeelements
    • 1-2. Verfahren zur Herstellung des Bildaufnahmeelements
    • 1-3. Arbeitsweisen und Wirkungen
    • 2. Anwendungsbeispiele
    • 3. Praktische Anwendungsbeispiele
    • 4. Arbeitsbeispiele
  • <1. Ausführungsform>
  • 1 stellt eine Querschnittskonfiguration eines Bildaufnahmeelements (Bildaufnahmeelement 10) gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung dar. 2 ist ein Ersatzschaltbild des in 1 dargestellten Bildaufnahmeelements 10. 3 stellt schematisch die Anordnung einer unteren Elektrode 21 und eines Transistors dar, der in einer Steuereinrichtung des in 1 dargestellten Bildaufnahmeelements 10 enthalten ist. Das Bildaufnahmeelement 10 ist z. B. in einem Pixel (Einheitspixel P) einer Bildaufnahmevorrichtung (Bildaufnahmevorrichtung 1; siehe 15) wie z. B. einem CMOS(komplementären Metalloxid-Halbleiter)-Bildsensor enthalten, der für ein elektronisches Gerät wie z. B. eine digitale Standbildkamera oder eine Videokamera verwendet wird. Das Bildaufnahmeelement 10 gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist mit einer Arbeitsfunktionsanpassungsschicht 25 (ersten Halbleiterschicht) zwischen einer Schicht 24 für photoelektrische Umwandlung und einer oberen Elektrode 27 (zweiten Elektrode) und einer Elektroneninjektionsförderschicht 26 (zweiten Halbleiterschicht) zwischen der oberen Elektrode 27 und der Arbeitsfunktionsanpassungsschicht 25 in einem organischen Abschnitt 20 für photoelektrische Umwandlung versehen, der über einem Halbleitersubstrat 30 angeordnet ist. Die Arbeitsfunktionsanpassungsschicht 25 (erste Halbleiterschicht) hat eine vorbestimmte Arbeitsfunktion oder eine Elektronenaffinität. Die Elektroneninjektionsförderschicht 26 (zweite Halbleiterschicht) hat ein vorbestimmtes Energieniveau.
  • (1-1. Konfiguration des Bildaufnahmeelements)
  • Das Bildaufnahmeelement 10 ist ein sogenanntes vertikales spektroskopisches Bildaufnahmeelement, in dem der eine organische Abschnitt 20 für photoelektrische Umwandlung und zwei anorganische Abschnitte 32B und 32R für photoelektrische Umwandlung in vertikaler Richtung gestapelt sind. Der organische Abschnitt 20 für photoelektrische Umwandlung ist auf einer ersten Oberfläche (Rückseitenoberfläche) 30A des Halbleitersubstrats 30 angeordnet. Die anorganischen Abschnitte 32B und 32R für photoelektrische Umwandlung sind derart gebildet, dass sie in dem Halbleitersubstrat 30 vergraben sind und in der Dickenrichtung des Halbleitersubstrats 30 gestapelt sind. Der organische Abschnitt 20 für photoelektrische Umwandlung umfasst die Schicht 24 für photoelektrische Umwandlung zwischen der unteren Elektrode 21 (ersten Elektrode) und der oberen Elektrode 27, die einander gegenüberliegend angeordnet sind. Die Schicht 24 für photoelektrische Umwandlung wird durch Verwendung eines organischen Materials gebildet. Die Schicht 24 für photoelektrische Umwandlung umfasst einen Halbleiter vom p-Typ und einen Halbleiter vom n-Typ und weist eine Bulk-Heteroübergangsstruktur in der Schicht auf. Die Bulk-Heteroübergangsstruktur ist eine p/n-Übergangsfläche, die durch Mischen eines Halbleiters vom p-Typs und eines Halbleiters vom n-Typs gebildet wird.
  • Der organische Abschnitt 20 für photoelektrische Umwandlung und die anorganischen Abschnitte 32B und 32R für photoelektrische Umwandlung führen photoelektrische Umwandlung durch selektives Detektieren entsprechender Lichtanteile in verschiedenen Wellenlängenbereichen durch. Insbesondere erlangt der organische Abschnitt 20 für photoelektrische Umwandlung z. B. ein Farbsignal für Grün (G). Die anorganischen Abschnitte 32B und 32R für photoelektrische Umwandlung erlangen z. B. ein Farbsignal für Blau (B) bzw. ein Farbsignal für Rot (R) durch Verwendung einer Differenz zwischen den Absorptionskoeffizienten. Auf diese Weise kann das Bildaufnahmeelement 10 eine Mehrzahl von Farbsignaltypen in einem Pixel erlangen, ohne jegliches Farbfilter zu verwenden.
  • Es ist anzumerken, dass in der vorliegenden Ausführungsform ein Fall beschrieben wird, in dem das Elektron eines Elektron-Loch-Paars (Exziton), durch photoelektrische Umwandlung erzeugt, als Signalladung ausgelesen wird. Mit anderen Worten wird ein Fall beschrieben, in dem die Halbleiterregion vom n-Typ als eine Schicht für photoelektrische Umwandlung verwendet wird. Zusätzlich wird in den Zeichnungen durch ein an „p“ und „n“ angehängtes „+ (plus)“ eine hohe Konzentration an p- oder n-Störstellen angegeben.
  • Eine zweite Oberfläche (Vorderseitenoberfläche) 30B des Halbleitersubstrats 30 ist z. B. mit schwebenden Diffusionen (Schichten schwebender Diffusion) FD1 (eine Region 36B in dem Halbleitersubstrat 30), FD2 (eine Region 37C in dem Halbleitersubstrat 30) und FD3 (eine Region 38C in dem Halbleitersubstrat 30), Transfertransistoren Tr2 und Tr3, einem Verstärkungstransistor (Modulationselement) AMP, einem Rücksetztransistor RST, einem Auswahltransistor SEL und einer Mehrschichtverdrahtungsschicht 40 versehen. Die Mehrschichtverdrahtungsschicht 40 hat z. B. eine Konfiguration, bei der Verdrahtungsschichten 41, 42 und 43 in einer Isolierschicht 44 gestapelt sind.
  • Es ist anzumerken, dass das Diagramm die Seite der ersten Oberfläche 30A des Halbleitersubstrats 30 als eine Lichteinfallsseite S1 und die Seite der zweiten Oberfläche 30B als eine Verdrahtungsschichtseite S2 darstellt.
  • Der organische Abschnitt 20 für photoelektrische Umwandlung hat eine Konfiguration, in der die untere Elektrode 21, eine Schicht 23 für Akkumulation von elektrischer Ladung, die Schicht 24 für photoelektrische Umwandlung, die Arbeitsfunktionsanpassungsschicht 25, die Elektroneninjektionsförderschicht 26 und die obere Elektrode 27 in dieser Reihenfolge von der Seite der ersten Oberfläche 30A des Halbleitersubstrats 30 aus gestapelt sind. Zusätzlich ist eine Isolierschicht 22 zwischen der unteren Elektrode 21 und der Schicht 23 für Akkumulation von elektrischer Ladung angeordnet. Beispielsweise werden die unteren Elektroden 21 für die entsprechenden Bildaufnahmeelemente 10 getrennt gebildet. Obwohl nachstehend noch ausführlicher beschrieben, umfassen die unteren Elektroden 21 jeweils eine Ausleseelektrode 21Aund eine Akkumulationselektrode 21B, die durch die dazwischen liegende Isolierschicht 22 voneinander getrennt sind. Die Ausleseelektrode 21A der unteren Elektrode 21 ist durch eine in der Isolierschicht 22 angeordnete Öffnung 22H elektrisch mit der Schicht 24 für photoelektrische Umwandlung gekoppelt. 1 stellt ein Beispiel dar, bei dem die Schichten 23 für Akkumulation von elektrischer Ladung, die Schichten 24 für photoelektrische Umwandlung, die Arbeitsfunktionsanpassungsschichten 25 und die oberen Elektroden 27 für die entsprechenden Bildaufnahmeelemente 10 getrennt gebildet sind. Beispielsweise können die Schicht 23 für Akkumulation von elektrischer Ladung, die Schicht 24 für photoelektrische Umwandlung, die Arbeitsfunktionsanpassungsschicht 25 und die obere Elektrode 27 jedoch auch als durchgehende Schichten gebildet sein, die die Mehrzahl von Bildaufnahmeelementen 10 gemeinsam haben.
  • Zum Beispiel sind eine Isolierschicht 28 und eine Zwischenschichtisolierschicht 29 zwischen der ersten Oberfläche 30A des Halbleitersubstrats 30 und der unteren Elektrode 21 angeordnet. Die Isolierschicht 28 umfasst eine Schicht 28A (Schicht mit fester elektrischer Ladung) mit einer festen elektrischen Ladung und eine dielektrische Schicht 28B mit einer Isoliereigenschaft. Auf der oberen Elektrode 27 ist eine Schutzschicht 51 angeordnet. In der Schutzschicht 51 ist, z. B. über der Ausleseelektrode 21A, ein Lichtabschirmfilm 52 angeordnet. Es ist ausreichend, wenn der Lichtabschirmfilm 52 derart angeordnet ist, dass er mindestens die Region der Ausleseelektrode 21A in direktem Kontakt mit der Schicht 24 für photoelektrische Umwandlung bedeckt, ohne mit mindestens der Akkumulationselektrode 21B zu überlappen. Über der Schutzschicht 51 sind optische Elemente wie eine Planarisierungsschicht (nicht dargestellt) und eine in den Chip integrierte Linse 53 angeordnet.
  • Eine Durchgangselektrode 34 ist zwischen der ersten Oberfläche 30A und der zweiten Oberfläche 30B des Halbleitersubstrats 30 angeordnet. Der organische Abschnitt 20 für photoelektrische Umwandlung ist durch diese Durchgangselektrode 34 mit einem Gate Gamp des Verstärkungstransistors AMP, der auf der Seite der zweiten Oberfläche 30B des Halbleitersubstrats 30 angeordnet ist, und einer Source-/Drain-Region 36B des Rücksetztransistors RST (Rücksetztransistor Tr1rst), die auch als die schwebende Diffusion FD1 dient, gekoppelt. Dies ermöglicht es dem Bildaufnahmeelement 10, die elektrische Ladung (hier Elektronen), die von dem organischen Abschnitt 20 für photoelektrische Umwandlung auf der Seite der ersten Oberfläche 30A des Halbleitersubstrats 30 erzeugt wird, durch die Durchgangselektrode 34 an die Seite der zweiten Oberfläche 30B des Halbleitersubstrats 30 zu übertragen und die Eigenschaften zu erhöhen.
  • Das untere Ende der Durchgangselektrode 34 ist mit einem Kopplungsabschnitt 41A in der Verdrahtungsschicht 41 gekoppelt und der Kopplungsabschnitt 41A und das Gate Gamp des Verstärkungstransistors AMP sind durch einen unteren ersten Kontakt 45 gekoppelt. Der Kopplungsabschnitt 41A und die schwebende Diffusion FD1 (Region 36B) sind z. B. durch einen unteren zweiten Kontakt 46 gekoppelt. Das obere Ende der Durchgangselektrode 34 ist mit der Ausleseelektrode 21A gekoppelt, z. B. durch einen Kontaktflächenabschnitt 39A und einen oberen ersten Kontakt 39C.
  • Die Durchgangselektrode 34 ist z. B. für jeden der organischen Abschnitte 20 für photoelektrische Umwandlung in den entsprechenden Bildaufnahmeelementen 10 angeordnet. Die Durchgangselektrode 34 hat eine Funktion eines Verbinders für den organischen Abschnitt 20 für photoelektrische Umwandlung und das Gate Gamp des Verstärkungstransistors AMP und die schwebende Diffusion FD1 und dient als ein Übertragungsweg für die von dem organischen Abschnitt 20 für photoelektrische Umwandlung erzeugte elektrische Ladung.
  • Ein Rücksetz-Gate Grst des Rücksetztransistors RST ist neben der schwebenden Diffusion FD1 (der einen Source-/Drain-Region 36B des Rücksetztransistors RST) angeordnet. Dies ermöglicht es dem Rücksetztransistor RST, die in der schwebenden Diffusion FD1 akkumulierte elektrische Ladung rückzusetzen.
  • In dem Bildaufnahmeelement 10 gemäß der vorliegenden Ausführungsform wird Licht, das von der Seite der oberen Elektrode 27 in den organischen Abschnitt 20 für photoelektrische Umwandlung eingetreten ist, von der Schicht 24 für photoelektrische Umwandlung absorbiert. Die dadurch erzeugten Exzitonen bewegen sich zu der Grenzfläche zwischen einem Elektronendonator und einem Elektronenakzeptor, die in der Schicht 24 für photoelektrische Umwandlung enthalten sind, und werden Exzitonentrennung unterzogen. Mit anderen Worten werden die Exzitonen in Elektronen und Löcher getrennt. Die hier erzeugte elektrische Ladung (Elektronen und Löcher) wird durch Diffusion aufgrund einer Differenz in der Trägerkonzentration und eines inneren elektrischen Feldes, bewirkt durch eine Differenz in der Arbeitsfunktion zwischen der Anode (hier der oberen Elektrode 27) und der Kathode (hier der unteren Elektrode 21), zu verschiedenen Elektroden transportiert. Die transportierte elektrische Ladung wird als ein Photostrom detektiert. Durch Anlegen eines Potentials zwischen der unteren Elektrode 21 und der oberen Elektrode 27 lassen sich zusätzlich die Transportrichtungen von Elektronen und Löchern steuern.
  • Nachstehend werden Konfigurationen, Materialien und dergleichen der entsprechenden Abschnitte beschrieben.
  • Der organische Abschnitt 20 für photoelektrische Umwandlung ist ein organisches Element für photoelektrische Umwandlung, das grünes Licht absorbiert, das einem selektiven Wellenlängenbereich entspricht, der z. B. einen Teil des oder den gesamten Wellenlängenbereich von 450 nm oder mehr und 650 nm oder weniger umfasst, und Exzitonen erzeugt.
  • Wie vorstehend beschrieben, umfasst die untere Elektrode 21 die Ausleseelektrode 21A und die Akkumulationselektrode 21B, die getrennt gebildet sind. Die Ausleseelektrode 21A dient zur Übertragung der elektrischen Ladung (hier Elektronen), die in der organischen Schicht 24 für photoelektrische Umwandlung erzeugt wird, an die schwebende Diffusion FD1. Die Ausleseelektrode 21A ist z. B. durch den oberen ersten Kontakt 39C, den Kontaktflächenabschnitt 39A, die Durchgangselektrode 34, den Kopplungsabschnitt 41A und den unteren zweiten Kontakt 46 mit der schwebenden Diffusion FD1 gekoppelt. Die Akkumulationselektrode 21B dient zum Akkumulieren der Elektronen der in der Schicht 24 für photoelektrische Umwandlung erzeugten elektrischen Ladung in der Schicht 23 für Akkumulation von elektrischer Ladung als Signalladung. Die Akkumulationselektrode 21B ist in einer Region angeordnet, die den Lichtempfangsoberflächen der in dem Halbleitersubstrat 30 gebildeten anorganischen Abschnitte 32B und 32R für photoelektrische Umwandlung gegenüberliegt und diese Lichtempfangsoberflächen bedeckt. Vorzugsweise ist die Akkumulationselektrode 21B größer als die Ausleseelektrode 21A. Dies ermöglicht es, mehr elektrische Ladung zu akkumulieren.
  • Die untere Elektrode 21 umfasst einen elektrisch leitenden Film mit Lichtdurchlässigkeit. Die untere Elektrode 21 umfasst z. B. ITO (Indium-Zinn-Oxid). Zusätzlich zu dem ITO kann jedoch auch ein Material auf Zinnoxid(SnO2)-Basis, dem ein Dotierstoff zugesetzt wird, oder ein Material auf Zinkoxid-Basis, das durch Zusetzen eines Dotierstoffs zu Zinkoxid (ZnO) erhalten wird, als ein Material verwendet werden, das in der unteren Elektrode 21 enthalten ist. Beispiele für das Material auf Zinkoxid-Basis umfassen Aluminiumzinkoxid (AZO), dem Aluminium (Al) als ein Dotierstoff zugesetzt wird, Galliumzinkoxid (GZO), dem Gallium (Ga) zugesetzt wird, und Indiumzinkoxid (IZO), dem Indium (In) zugesetzt wird. Außerdem können zusätzlich zu diesen auch Cul, InSbO4, ZnMgO, CuInO2, MglN2O4, CdO, ZnSnO3 oder dergleichen verwendet werden.
  • Die Schicht 23 für Akkumulation von elektrischer Ladung ist in einer Schicht unter der Schicht 24 für photoelektrische Umwandlung angeordnet. Insbesondere ist die Schicht 23 für Akkumulation von elektrischer Ladung zwischen der Isolierschicht 22 und der Schicht 24 für photoelektrische Umwandlung angeordnet. Die Schicht 23 für Akkumulation von elektrischer Ladung dient der Akkumulation der in der Schicht 24 für photoelektrische Umwandlung erzeugten Signalladung. In der vorliegenden Ausführungsform werden Elektronen als Signalladung verwendet. Somit ist es vorzuziehen, dass die Schicht 23 für Akkumulation von elektrischer Ladung durch Verwendung eines Halbleitermaterials vom n-Typ gebildet wird. Somit ist es z. B. vorzuziehen, ein Material zu verwenden, das an der untersten Kante des Leitungsbandes ein flacheres Energieniveau als die Arbeitsfunktion der unteren Elektrode 21 hat. Beispiele für ein solches Halbleitermaterial vom n-Typ sind IGZO (In-Ga-Zn-O-basierter Oxid-Halbleiter), ZTO (Zn-Sn-O-basierter Oxid-Halbleiter), IGZTO (In-Ga-Zn-Sn-O-basierter Oxid-Halbleiter), GTO (Ga-Sn-O-basierter Oxid-Halbleiter), IGO (In-Ga-O-basierter Oxid-Halbleiter) und dergleichen. Vorzugsweise wird mindestens eines der vorstehend beschriebenen Oxidhalbleitermaterialien für die Schicht 23 für Akkumulation von elektrischer Ladung verwendet. Von diesen wird vorzugsweise IGZO verwendet. Die Schicht 23 für Akkumulation von elektrischer Ladung hat z. B. eine Dicke von 30 nm oder mehr und 200 nm oder weniger. Vorzugsweise hat die Schicht 23 für Akkumulation von elektrischer Ladung eine Dicke von 60 nm oder mehr und 150 nm oder weniger. Wenn die Schicht 23 für Akkumulation von elektrischer Ladung, die die vorstehend beschriebenen Materialien umfasst, in einer Schicht unter der Schicht 24 für photoelektrische Umwandlung angeordnet ist, kann verhindert werden, dass die elektrische Ladung während der Akkumulation elektrischer Ladung rekombiniert wird, und wird die Übertragungseffizienz erhöht.
  • Die Schicht 24 für photoelektrische Umwandlung dient der Umwandlung von Lichtenergie in elektrische Energie. Die Schicht 24 für photoelektrische Umwandlung umfasst z. B. zwei oder mehr Typen von organischen Halbleitermaterialien (Halbleitermaterial vom p-Typ oder Halbleitermaterial vom n-Typ), die jeweils als ein Halbleiter vom p-Typ oder ein Halbleiter vom n-Typ fungieren. Die Schicht 24 für photoelektrische Umwandlung hat in der Schicht die Übergangsfläche (p/n-Übergangsfläche) zwischen diesen Halbleitermaterialien vom p-Typ und Halbleitermaterialien vom n-Typ. Der Halbleiter vom p-Typ fungiert relativ als ein Elektronendonator (Donator) und der Halbleiter vom n-Typ fungiert relativ als ein Elektronenakzeptor (Akzeptor). Die Schicht 24 für photoelektrische Umwandlung stellt ein Feld bereit, in dem Exzitonen, die bei der Lichtabsorption entstehen, in Elektronen und Löcher getrennt werden. Insbesondere werden Exzitonen an der Grenzfläche (p/n-Übergangsfläche) zwischen dem Elektronendonator und dem Elektronenakzeptor in Elektronen und Löcher getrennt.
  • Die Schicht 24 für photoelektrische Umwandlung kann zusätzlich zu dem Halbleitermaterial vom p-Typ und dem Halbleitermaterial vom n-Typ ein organisches Material oder ein sogenanntes Farbstoffmaterial enthalten. Das organische Material oder das Farbstoffmaterial wandelt Licht in einem vorgegebenen Wellenlängenbereich photoelektrisch um und überträgt Licht in einem anderen Wellenlängenbereich. In einem Fall, in dem die Schicht 24 für photoelektrische Umwandlung durch Verwendung der drei Typen von organischen Materialien, die ein Halbleitermaterial vom p-Typ, ein Halbleitermaterial vom n-Typ und ein Farbstoffmaterial umfassen, gebildet ist, ist es vorzuziehen, dass das Halbleitermaterial vom p-Typ und das Halbleitermaterial vom n-Typ Materialien sind, die jeweils eine Lichtdurchlässigkeit in einem sichtbaren Bereich (z. B. 450 nm oder mehr und 800 nm oder weniger) haben. Die Schicht 24 für photoelektrische Umwandlung hat z. B. eine Dicke von 50 nm oder mehr und 500 nm oder weniger.
  • Vorzugsweise umfasst die Schicht 24 für photoelektrische Umwandlung gemäß der vorliegenden Ausführungsform ein organisches Material und hat Absorption zwischen dem sichtbaren Licht und dem Nah-Infrarotlicht. Beispiele für ein organisches Material, das in der Schicht 24 für photoelektrische Umwandlung enthalten ist, umfassen Chinacridon, Borchlorid-Subphthalocyanin, Pentacen, Benzothienobenzothiophen, Fulleren und Derivate davon. Die Schicht 24 für photoelektrische Umwandlung umfasst zwei oder mehr der vorstehend beschriebenen organischen Materialien in Kombination. Die vorstehend beschriebenen organischen Materialien fungieren je nach Kombination als ein Halbleiter vom p-Typ oder als ein Halbleiter vom n-Typ.
  • Es ist anzumerken, dass die organischen Materialien, die in der Schicht 24 für photoelektrische Umwandlung enthalten sind, nicht im Besonderen beschränkt sind. Zum Beispiel wird vorzugsweise jegliches von Naphthalin, Anthracen, Phenantheren, Tetracen, Pyren, Perylen und Fluoranthen oder Derivate davon zusätzlich zu den vorstehend beschriebenen organischen Materialien verwendet. Alternativ kann auch ein Polymer wie z. B. Phenylenvinylen, Fluoren, Carbazol, Indol, Pyren, Pyrrol, Picolin, Thiophen, Acetylen oder Diacetylen oder ein Derivat davon verwendet werden. Zusätzlich können vorzugsweise ein Metallkomplexfarbstoff, ein Farbstoff auf Cyanin-Basis, ein Farbstoff auf Merocyanin-Basis, ein Farbstoff auf Phenylexanthen-Basis, ein Farbstoff auf Triphenylmethan-Basis, ein Farbstoff auf Rhodacyanin-Basis, ein Farbstoff auf Xanthen-Basis, ein Farbstoff auf makrozyklischer Azaannulen-Basis, ein Farbstoff auf Azulen-Basis, Naphthochinon, ein Farbstoff auf Anthrachinon-Basis, eine Kettenverbindung, in der eine kondensierte polyzyklische aromatische Gruppe wie z. B. Anthracen und Pyren und ein aromatischer Ring oder eine heterozyklische Verbindung kondensiert sind, ein cyaninartiger Farbstoff, der durch zwei stickstoffhaltige Heteroringe wie z. B. Chinolin, Benzothiazol und Benzoxazol, die eine Squaryliumgruppe und eine krokonische Methingruppe als eine gebundene Kette haben, oder durch eine Squaryliumgruppe und eine krokonische Methingruppe oder dergleichen gebunden ist, verwendet werden. Es ist anzumerken, dass ein Farbstoff auf Basis eines Dithiol-Metallkomplexes, ein Metallophthalocyanin-Farbstoff, ein Metalloporphyrin-Farbstoff oder ein Rutheniumkomplex-Farbstoff als der vorstehend beschriebene MetallkomplexFarbstoff vorzuziehen ist, dies jedoch nicht einschränkend ist.
  • Die Arbeitsfunktionsanpassungsschicht 25 ist in einer Schicht über der Schicht 24 für photoelektrische Umwandlung angeordnet. Die Arbeitsfunktionsanpassungsschicht 25 dient dazu, ein inneres elektrisches Feld in der Schicht 24 für photoelektrische Umwandlung zu verändern, um die von der Schicht 24 für photoelektrische Umwandlung erzeugte Signalladung schnell an die Schicht 23 für Akkumulation von elektrischer Ladung zu übertragen und dort zu akkumulieren. Die Arbeitsfunktionsanpassungsschicht 25 ist lichtdurchlässig. Vorzugsweise hat die Arbeitsfunktionsanpassungsschicht 25 z. B. ein Lichtabsorptionsvermögen von 10 % oder weniger für sichtbares Licht. Zusätzlich ist es möglich, die Arbeitsfunktionsanpassungsschicht 25 durch Verwendung einer kohlenstoffhaltigen Verbindung mit einer größeren Elektronenaffinität als die Arbeitsfunktion der Schicht 23 für Akkumulation von elektrischer Ladung zu bilden. Es ist anzumerken, dass die Elektronenaffinität der Differenz zwischen dem LUMO-Niveau (LUMO2) und dem Vakuumniveau entspricht, berechnet von der nachstehend beschriebenen optischen Bandlücke.
  • Beispiele für ein Material, das in der Arbeitsfunktionsanpassungsschicht 25 enthalten ist, umfassen Tetracyanochinodimethanderivate wie z. B. 2,3,5,6-Tetrafluortetracyanochinodimethan (F4-TCNQ), 2,3,5-Trifluor-tetracyanochinodimethan (F3-TCNQ), 2,5-Difluor-tetracyanochinodimethan (F2-TCNQ), 2-Fluortetracyanochinodimethan (F1-TCNQ), 2-Trifluormethyl-tetracyanochinodimethan (CF3-TCNQ), und 1,3,4,5,7,8-Hexafluor-tetracyanonaphthochinodimethan (F6-TCNQ), ein Hexaazatriphenylenderivat wie z. B. 1,4,5,8,9,12-Hexaazatriphenylen-2,3,6,7,10,11-hexacarbonitril (HATCN), Hexaazatrinaphthylenderivate wie z. B. 2,3,8,9,14,15-Hexachlor-5,6,11,12,17,18-hexaazatrinaphthylen (HATNA-C16) und 2,3,8,9,14,15-Hexafluor-5,6,11,12,17,18-hexaazatrinaphthylen (HATNA-F6), ein Phthalocyanin-Derivat wie z. B. 1,2,3,4,8,9,10,11,15,16,17,18,22,23,24,25-Hexadecafluor-Kupferphthalocyanin (F16-CuPc), fluorierte Fullerene wie z. B. C60F36 und C60F48 und dergleichen. Alternativ ist es möglich, die Arbeitsfunktionsanpassungsschicht 25 durch Verwendung einer anorganischen Verbindung zu bilden, die eine größere Arbeitsfunktion als die Arbeitsfunktion der unteren Elektrode 21 (insbesondere der Akkumulationselektrode 21B) hat. Beispiele für ein solches Material sind Übergangsmetalloxide wie z. B. Molybdänoxid (MoO3), Wolframoxid (WO3), Vanadiumoxid (V2O5) und Rheniumoxid (ReO3), Salze wie z. B. Kupferjodid (CuI), Antimonchlorid (SbCl5), Eisenoxid (FeCl3) und Natriumchlorid (NaCl) und dergleichen. Die Arbeitsfunktionsanpassungsschicht 25 kann als ein Einzelschichtfilm gebildet sein, für den die vorstehend beschriebene kohlenstoffhaltige Verbindung oder anorganische Verbindung allein verwendet wird, kann aber auch als ein gestapelter Film aus einer Schicht mit einer Kohlenstoffverbindung und einer Schicht mit einer anorganischen Verbindung gebildet sein. In diesem Fall ist es vorzuziehen, einen Film aus einer kohlenstoffhaltigen Verbindung und einen Film aus einer anorganischen Verbindung in dieser Reihenfolge zu stapeln, um eine Beschädigung durch eine Temperbehandlung für die Filmbildung der oberen Elektrode 27 zu vermeiden. Die Arbeitsfunktionsanpassungsschicht 25 hat z. B. eine Dicke von 0,5 nm oder mehr und 30 nm oder weniger.
  • Die Elektroneninjektionsförderschicht 26 ist zwischen der Arbeitsfunktionsanpassungsschicht 25 und der oberen Elektrode 27 angeordnet und fördert die Injektion von Elektronen von der oberen Elektrode 27. Wie in der vorliegenden Ausführungsform werden in dem Bildaufnahmeelement 10, das Elektronen aus der Ausleseelektrode 21A als Signalladung ausliest, die von der Schicht 24 für photoelektrische Umwandlung erzeugten Löcher mit den von der oberen Elektrode 27 injizierten Elektronen an der Grenzfläche zwischen der Arbeitsfunktionsanpassungsschicht 25 und der organischen Schicht, die die Schicht 24 für photoelektrische Umwandlung umfasst, neben der Arbeitsfunktionsanpassungsschicht 25 rekombiniert. Die Rekombination bewirkt, dass Elektronen (Signalladung) effizient aus der Ausleseelektrode 21A ausgelesen werden. Die Rekombination von Löchern und Elektronen an der Grenzfläche zwischen der Arbeitsfunktionsanpassungsschicht 25 und der organischen Schicht, die die Schicht 24 für photoelektrische Umwandlung umfasst, neben der Arbeitsfunktionsanpassungsschicht 25 hängt von der Ladungsdichte der Löcher und Elektronen ab. Die Injektion von Elektronen von der oberen Elektrode 27 in die Arbeitsfunktionsanpassungsschicht 25 wird durch die Elektroneninjektionsförderschicht 26 mit einem Energieniveau wie z. B. in 4A oder 4B dargestellt gefördert.
  • Beispielsweise ist es für die Elektroneninjektionsförderschicht 26 vorzuziehen, dass ein Absolutwert B der Differenz zwischen dem HOMO(höchsten besetzten Molekülorbital)-Niveau und dem Fermi-Niveau der oberen Elektrode 27 größer oder gleich einem Absolutwert A der Differenz zwischen dem von der optischen Bandlücke berechneten LUMO(niedrigsten unbesetzten Molekülorbital)-Niveau (entsprechend LUMO2 oder einem ersten LUMO-Niveau) und dem Fermi-Niveau der oberen Elektrode 27 ist (1). Insbesondere ist es z. B. vorzuziehen, dass der Absolutwert B der Differenz zwischen dem HOMO-Niveau und dem Fermi-Niveau der oberen Elektrode 27 1,5 Mal oder mehr so groß ist wie der Absolutwert A der Differenz zwischen LUMO2 und dem Fermi-Niveau der oberen Elektrode 27. Ferner ist es für die Elektroneninjektionsförderschicht 26 vorzuziehen, dass der Absolutwert B der Differenz zwischen dem HOMO-Niveau und dem Fermi-Niveau der oberen Elektrode 27 größer ist als ein Absolutwert A' der Differenz zwischen dem LUMO-Niveau (LUMO1) und dem Fermi-Niveau der oberen Elektrode 27 (2).
  • Alternativ ist es vorzuziehen, dass die Elektroneninjektionsförderschicht 26 ein Niveau in der Bandlücke mit einer Zustandsdichte von 1/10000 oder mehr im Vergleich zu dem HOMO-Niveau nahe dem Fermi-Niveau der oberen Elektrode 27 hat (3). Genauer ist es z. B. vorzuziehen, dass ein Absolutwert b der Differenz zwischen dem HOMO-Niveau und dem Niveau in der Bandlücke der Elektroneninjektionsförderschicht 26 zwei oder mehr Mal so groß ist wie ein Absolutwert a der Differenz zwischen dem von der optischen Bandlücke berechneten LUMO-Niveau (LUMO2) und dem Niveau in der Bandlücke (4). Alternativ ist es vorzuziehen, dass der Absolutwert b der Differenz zwischen dem HOMO-Niveau und dem Niveau in der Bandlücke der Elektroneninjektionsförderschicht 26 1,5 oder mehr Mal so groß ist wie ein Absolutwert a' der Differenz zwischen dem LUMO-Niveau (LUMO1) und dem Niveau in der Bandlücke (5).
  • Es ist anzumerken, dass das HOMO-Niveau und das LUMO-Niveau (LUMO2), wie vorstehend beschrieben, durch Ultraviolett-Photoelektronenspektroskopie (Ultraviolet Photoelectron Spectroscopy: UPS) bzw. Ultraviolett-Sichtbar-Spektroskopie erhalten werden. Das LUMO-Niveau (LUMO1) wird durch Verwendung von inverser Niedrigenergie-Photoemissionsspektroskopie (Low-Energy Inverse Photoemission Spectroscopy: LEIPS) erhalten. Die Differenz zwischen LUMO1 und LUMO2 entspricht der Exzitonenbindungsenergie.
  • Beispiele für Materialien, die in der Elektroneninjektionsförderschicht 26 enthalten sind, umfassen [2,9-Bis(naphthalin-2-yl)-4,7-diphenyl-1,10-phenanthrolin] (NBphen), ein Molekül auf Naphthalindiimid-Basis (z. B. NDI35) und Lithiumfluorid (LiF). 5 stellt dar, dass die entsprechenden Energieniveaus von NBphen durch hochempfindliche Ultraviolett-Photoemissionsspektroskopie (High-Sensitivity Ultraviolet Photoemission Spectroscopy: HS-UPS) analysiert werden. NBphen erfüllt die vorstehend beschriebenen Punkte (1), (3) und (4). Zusätzlich sind die vorstehend beschriebenen Punkte (1), (2) und (5) auch in einem Fall erfüllt, wenn die Exzitonenbindungsenergie berücksichtigt wird. 6 stellt dar, dass die entsprechenden Energieniveaus von NDI35 mittels UPS und inverser Niedrigenergie-Photoemissionsspektroskopie (LEIPS) analysiert werden. NDI35 erfüllt alle der vorstehend beschriebenen Punkte (1) bis (5). Die Elektroneninjektionsförderschicht 26 hat z. B. eine Dicke von 0,5 nm oder mehr und 10 nm oder weniger.
  • Zwischen der Schicht 24 für photoelektrische Umwandlung und der unteren Elektrode 21 (z. B. zwischen der Schicht 23 für Akkumulation von elektrischer Ladung und der Schicht 24 für photoelektrische Umwandlung) und zwischen der Schicht 24 für photoelektrische Umwandlung und der oberen Elektrode 27 (z. B. zwischen der Schicht 24 für photoelektrische Umwandlung und der Arbeitsfunktionsanpassungsschicht 25) können weitere organische Schichten angeordnet sein. Insbesondere können z. B. die Schicht 23 für Akkumulation von elektrischer Ladung, eine Lochsperrschicht, die Schicht 24 für photoelektrische Umwandlung, eine Elektronensperrschicht, die Arbeitsfunktionsanpassungsschicht 25, die Elektroneninjektionsförderschicht 26 und dergleichen in der Reihenfolge von der Seite der unteren Elektrode 21 aus gestapelt werden. Ferner können eine darunter liegende Schicht und eine Lochtransportschicht zwischen der unteren Elektrode 21 und der Schicht 24 für photoelektrische Umwandlung und eine Pufferschicht und dergleichen zwischen der Schicht 24 für photoelektrische Umwandlung und der oberen Elektrode 27 angeordnet sein. Es ist anzumerken, dass in einem Fall, in dem eine Pufferschicht zwischen der Schicht 24 für photoelektrische Umwandlung und der oberen Elektrode 27 angeordnet ist, die z. B. neben der Elektroneninjektionsförderschicht 26 liegt, die Pufferschicht vorzugsweise ein flacheres Energieniveau als die Arbeitsfunktion der Arbeitsfunktionsanpassungsschicht 25 hat. Zusätzlich wird die Pufferschicht vorzugsweise durch Verwendung eines organischen Materials gebildet, das z. B. einen Glasübergangspunkt von mehr als 100°C hat.
  • Die obere Elektrode 27 umfasst einen elektrisch leitenden Film, der wie bei der unteren Elektrode 21 lichtdurchlässig ist. In der Bildaufnahmevorrichtung 1, in der das Bildaufnahmeelement 10 als ein Pixel verwendet wird, können die oberen Elektroden 27 für jedes der Pixel getrennt sein oder kann die obere Elektrode 27 als eine gemeinsame Elektrode für die entsprechenden Pixel gebildet sein. Die obere Elektrode 27 hat z. B. eine kleinere Arbeitsfunktion als die Arbeitsfunktion der Arbeitsfunktionsanpassungsschicht 25. Die obere Elektrode 27 hat z. B. eine Dicke von 10 nm bis 200 nm.
  • Die Schicht 28A mit fester elektrischer Ladung kann ein Film mit positiver fester elektrischer Ladung oder ein Film mit negativer fester elektrischer Ladung sein. Als ein Material des Films mit negativer fester elektrischer Ladung sind Hafniumoxid, Aluminiumoxid, Zirkoniumoxid, Tantaloxid, Titanoxid und dergleichen enthalten. Zusätzlich ist als ein anderes Material als die vorstehend beschriebenen Materialien Lanthanoxid, Praseodymoxid, Ceroxid, Neodymoxid, Promethiumoxid, Samariumoxid, Europiumoxid, Gadoliniumoxid, Terbiumoxid, Dysprosiumoxid, Holmiumoxid, Thuliumoxid, Ytterbiumoxid, Lutetiumoxid, Yttriumoxid, ein Aluminiumnitridfilm, ein Hafniumoxinitridfilm, ein Aluminiumoxinitridfilm oder dergleichen enthalten.
  • Die Schicht 28A mit fester elektrischer Ladung kann auch eine Konfiguration haben, bei der zwei oder mehr Typen von Filmen gestapelt sind. Dies ermöglicht es, eine Funktion einer Lochakkumulationsschicht in einem Fall eines Films mit z. B. negativer fester elektrischer Ladung weiter zu erhöhen.
  • Obwohl ein Material der dielektrischen Schicht 28B nicht im Besonderen beschränkt ist, wird die dielektrische Schicht 28B z. B. durch Verwendung eines Siliziumoxid-Films, TEOS, eines Siliziumnitrid-Films, eines Siliziumoxinitrid-Films oder dergleichen gebildet.
  • Die Zwischenschichtisolierschicht 29 umfasst z. B. einen Einzelschichtfilm, der eines von Siliziumoxid, Siliziumnitrid, Siliziumoxinitrid (SiON) und dergleichen umfasst, oder einen gestapelten Film, der zwei oder mehr davon umfasst.
  • Die Isolierschicht 22 dient der elektrischen Trennung der Akkumulationselektrode 21B und der Schicht 23 für Akkumulation von elektrischer Ladung. Die Isolierschicht 22 ist z. B. über der Zwischenschichtisolierschicht 29 angeordnet, um die untere Elektrode 21 zu bedecken. Die Isolierschicht 22 ist mit der Öffnung 22H über der Ausleseelektrode 21A versehen, wie vorstehend beschrieben, und die Ausleseelektrode 21Aund die Schicht 23 für Akkumulation von elektrischer Ladung sind durch diese Öffnung 22H elektrisch gekoppelt. Es ist möglich, die Isolierschicht 22 z. B. durch Verwendung eines Materials zu bilden, das dem der Zwischenschichtisolierschicht 29 ähnlich ist. Die Isolierschicht 22 umfasst z. B. einen Einzelschichtfilm, der eines von Siliziumoxid, Siliziumnitrid, Siliziumoxinitrid (SiON) und dergleichen umfasst, oder einen gestapelten Film, der zwei oder mehrere davon umfasst. Die Isolierschicht 22 hat z. B. eine Dicke von 20 nm bis 500 nm.
  • Das Halbleitersubstrat 30 umfasst z. B. ein Silizium(Si)-Substrat vom n-Typ und umfasst eine p-Wanne 31 in einer vorbestimmten Region. Die Transfertransistoren Tr2 und Tr3, der Verstärkungstransistor AMP, der Rücksetztransistor RST, der Auswahltransistor SEL und dergleichen, die vorstehend beschrieben wurden, sind auf der zweiten Oberfläche 30B der p-Wanne 31 angeordnet. Zusätzlich ist ein Peripherieteil des Halbleitersubstrats 30 mit einem Peripherieschaltungsteil 130 versehen (siehe z. B. 15), der eine Logikschaltung oder dergleichen umfasst.
  • Der Rücksetztransistor RST (Rücksetztransistor Tr1rst) setzt die von dem organischen Abschnitt 20 für photoelektrische Umwandlung an die schwebende Diffusion FD1 übertragene elektrische Ladung zurück und umfasst z. B. einen MOS-Transistor. Insbesondere umfasst der Rücksetztransistor Tr1rst das Rücksetz-Gate Grst, eine Kanalbildungsregion 36A und die Source-/Drain-Regionen 36B und 36C. Das Rücksetz-Gate Grst ist mit einer Rücksetzleitung RST1 gekoppelt. Die eine Source-/Drain-Region 36B des Rücksetztransistors Tr1rst dient auch als die schwebende Diffusion FD1. Die andere Source-/Drain-Region 36C, die in dem Rücksetztransistor Tr1rst enthalten ist, ist mit einer Energieversorgungsleitung VDD gekoppelt.
  • Der Verstärkungstransistor AMP ist ein Modulationselement, das die Menge an elektrischer Ladung, die von dem organischen Abschnitt 20 für photoelektrische Umwandlung erzeugt wird, auf eine Spannung moduliert und z. B. einen MOS-Transistor umfasst. Insbesondere umfasst der Verstärkungstransistor AMP das Gate Gamp, eine Kanalbildungsregion 35A und die Source-/Drain-Regionen 35B und 35C. Das Gate Gamp ist durch den unteren ersten Kontakt 45, den Kopplungsabschnitt 41A, den unteren zweiten Kontakt 46, die Durchgangselektrode 34 und dergleichen mit der Ausleseelektrode 21A und der einen Source-/Drain-Region 36B (schwebenden Diffusion FD1) des Rücksetztransistors Tr1rst gekoppelt. Zusätzlich teilt sich die eine Source-/Drain-Region 35B eine Region mit der anderen Source-/Drain-Region 36C, die in dem Rücksetztransistor Tr1rst enthalten ist, und ist mit der Energieversorgungsleitung VDD gekoppelt.
  • Der Auswahltransistor SEL (Auswahltransistor TR1sel) umfasst ein Gate Gsel, eine Kanalbildungsregion 34Aund Source-/Drain-Regionen 34B und 34C. Das Gate Gsel ist mit einer Auswahlleitung SEL 1 gekoppelt. Zusätzlich teilt sich die eine Source-/Drain-Region 34B eine Region mit der anderen Source-/Drain-Region 35C, die in dem Verstärkungstransistor AMP enthalten ist, und ist die andere Source-/Drain-Region 34C mit einer Signalleitung (Datenausgangsleitung) VSL1 gekoppelt.
  • Jeder der anorganischen Abschnitte 32B und 32R für photoelektrische Umwandlung hat einen pn-Übergang in einer vorbestimmten Region des Halbleitersubstrats 30. Die anorganischen Abschnitte 32B und 32R für photoelektrische Umwandlung ermöglichen jeweils die Streuung von Licht in vertikaler Richtung, da die zu absorbierenden Lichtanteile gemäß der Lichteinfallstiefe in einem Siliziumsubstrat unterschiedliche Wellenlängen haben. Der anorganische Abschnitt 32B für photoelektrische Umwandlung detektiert selektiv z. B. blaues Licht, um die Blau entsprechende Signalladung zu akkumulieren. Der anorganische Abschnitt 32B für photoelektrische Umwandlung ist in einer Tiefe installiert, die eine effiziente photoelektrische Umwandlung des blauen Lichts ermöglicht. Der anorganische Abschnitt 32R für photoelektrische Umwandlung detektiert selektiv z. B. rotes Licht, um die Rot entsprechende Signalladung zu akkumulieren. Der anorganische Abschnitt 32R für photoelektrische Umwandlung ist in einer Tiefe installiert, die eine effiziente photoelektrische Umwandlung des roten Lichts ermöglicht. Es ist anzumerken, dass Blau (B) eine Farbe ist, die z. B. einem Wellenlängenbereich von 450 nm bis 495 nm entspricht, und Rot (R) eine Farbe ist, die z. B. einem Wellenlängenbereich von 620 nm bis 750 nm entspricht. Es ist ausreichend, wenn jeder der anorganischen Abschnitte 32B und 32R für photoelektrische Umwandlung dazu ausgelegt ist, Licht in einem Teil oder in dem gesamten Wellenlängenbereich zu detektieren.
  • Der anorganische Abschnitt 32B für photoelektrische Umwandlung umfasst z. B. eine p+-Region, die als eine Lochakkumulationsschicht dient, und eine n-Region, die als eine Elektronenakkumulationsschicht dient. Der anorganische Abschnitt 32R für photoelektrische Umwandlung umfasst z. B. eine p+-Region, die als eine Lochakkumulationsschicht dient, und eine n-Region, die als eine Elektronenakkumulationsschicht (mit einer p-n-p-Stapelstruktur) dient. Die n-Region des anorganischen Abschnitts 32B für photoelektrische Umwandlung ist mit dem Vertikaltransfertransistor Tr2 gekoppelt. Die p+-Region des anorganischen Abschnitts 32B für photoelektrische Umwandlung ist entlang des Transfertransistors Tr2 gebogen und führt zu der p+-Region des anorganischen Abschnitts 32R für photoelektrische Umwandlung.
  • Der Transfertransistor Tr2 (Transfertransistor TR2trs) dient dazu, die Signalladung (hier Elektronen), die Blau entspricht, die in dem anorganischen Abschnitt 32B für photoelektrische Umwandlung erzeugt und akkumuliert wurde, an die schwebende Diffusion FD2 zu übertragen. Der anorganische Abschnitt 32B für photoelektrische Umwandlung ist an einer Tiefenposition von der zweiten Oberfläche 30B des Halbleitersubstrats 30 gebildet und es ist somit vorzuziehen, dass der Transfertransistor TR2trs des anorganischen Abschnitts 32B für photoelektrische Umwandlung einen Vertikaltransistor umfasst. Zusätzlich ist der Transfertransistor TR2trs mit einer Transfer-Gate-Leitung TG2 gekoppelt. Ferner ist die schwebende Diffusion FD2 in der Region 37C in der Nähe eines Gates Gtrs2 des Transfertransistors TR2trs angeordnet. Die in dem anorganischen Abschnitt 32B für photoelektrische Umwandlung akkumulierte elektrische Ladung wird durch einen entlang des Gates Gtrs2 gebildeten Transferkanal in die schwebende Diffusion FD2 ausgelesen.
  • Der Transfertransistor Tr3 (Transfertransistor TR3trs) überträgt die Signalladung (hier Elektronen), die Rot entspricht, die in dem anorganischen Abschnitt 32R für photoelektrische Umwandlung erzeugt und akkumuliert wurde, an die schwebende Diffusion FD3. Der Transfertransistor Tr3 (Transfertransistor TR3trs) umfasst z. B. einen MOS-Transistor. Zusätzlich ist der Transfertransistor TR3trs mit einer Transfer-Gate-Leitung TG3 gekoppelt. Ferner ist die schwebende Diffusion FD3 in der Region 38C in der Nähe eines Gates Gtrs3 des Transfertransistors TR3trs angeordnet. Die in dem anorganischen Abschnitt 32R für photoelektrische Umwandlung akkumulierte elektrische Ladung wird durch einen entlang des Gates Gtrs3 gebildeten Transferkanal in die schwebende Diffusion FD3 ausgelesen.
  • Die Seite der zweiten Oberfläche 30B des Halbleitersubstrats 30 ist ferner mit einem Rücksetztransistor TR2rst, einem Verstärkungstransistor TR2amp und einem Auswahltransistor TR2sel versehen, die in der Steuereinrichtung des anorganischen Abschnitts 32B für photoelektrische Umwandlung enthalten sind. Zusätzlich sind ein Rücksetztransistor TR3rst, ein Verstärkungstransistor TR3amp und ein Auswahltransistor TR3sel angeordnet, die in der Steuereinrichtung des anorganischen Abschnitts 32R für photoelektrische Umwandlung enthalten sind.
  • Der Rücksetztransistor TR2rst umfasst ein Gate, eine Kanalbildungsregion und Source-/Drain-Regionen. Das Gate des Rücksetztransistors TR2rst ist mit einer Rücksetzleitung RST2 gekoppelt und die eine Source-/Drain-Region des Rücksetztransistors TR2rst ist mit der Energieversorgungsleitung VDD gekoppelt. Die andere Source-/Drain-Region des Rücksetztransistors TR2rst dient auch als die schwebende Diffusion FD2.
  • Der Verstärkungstransistor TR2amp umfasst ein Gate, eine Kanalbildungsregion und Source-/Drain-Regionen. Das Gate ist mit der anderen Source-/Drain-Region (schwebende Diffusion FD2) des Rücksetztransistors TR2rst gekoppelt. Zusätzlich teilt sich die eine Source-/Drain-Region, die in dem Verstärkungstransistor TR2amp enthalten ist, eine Region mit der einen Source-/Drain-Region, die in dem Rücksetztransistor TR2rst enthalten ist, und ist mit der Energieversorgungsleitung VDD gekoppelt.
  • Der Auswahltransistor TR2sel umfasst ein Gate, eine Kanalbildungsregion und Source-/Drain-Regionen. Das Gate ist mit einer Auswahlleitung SEL2 gekoppelt. Zusätzlich teilt sich die eine Source-/Drain-Region, die in dem Auswahltransistor TR2sel enthalten ist, eine Region mit der anderen Source-/Drain-Region, die in dem Verstärkungstransistor TR2amp enthalten ist. Die andere Source-/Drain-Region, die in dem Auswahltransistor TR2sel enthalten ist, ist mit einer Signalleitung (Datenausgangsleitung) VSL2 gekoppelt.
  • Der Rücksetztransistor TR3rst umfasst ein Gate, eine Kanalbildungsregion und Source-/Drain-Regionen. Das Gate des Rücksetztransistors TR3rst ist mit einer Rücksetzleitung RST3 gekoppelt und die eine Source-/Drain-Region, die in dem Rücksetztransistor TR3rst enthalten ist, ist mit der Energieversorgungsleitung VDD gekoppelt. Die andere Source-/Drain-Region, die in dem Rücksetztransistor TR3rst enthalten ist, dient auch als die schwebende Diffusion FD3.
  • Der Verstärkungstransistor TR3amp umfasst ein Gate, eine Kanalbildungsregion und Source-/Drain-Regionen. Das Gate ist mit der anderen Source-/Drain-Region (schwebende Diffusion FD3) gekoppelt, die in dem Rücksetztransistor TR3rst enthalten ist. Zusätzlich teilt sich die eine Source-/Drain-Region, die in dem Verstärkungstransistor TR3amp enthalten ist, eine Region mit der einen Source-/Drain-Region, die in dem Rücksetztransistor TR3rst enthalten ist, und ist mit der Energieversorgungsleitung VDD gekoppelt.
  • Der Auswahltransistor TR3sel umfasst ein Gate, eine Kanalbildungsregion und Source-/Drain-Regionen. Das Gate ist mit einer Auswahlleitung SEL3 gekoppelt. Zusätzlich teilt sich die eine Source-/Drain-Region, die in dem Auswahltransistor TR3sel enthalten ist, eine Region mit der anderen Source-/Drain-Region, die in dem Verstärkungstransistor TR3amp enthalten ist. Die andere Source-/Drain-Region, die in dem Auswahltransistor TR3sel enthalten ist, ist mit einer Signalleitung (Datenausgangsleitung) VSL3 verbunden.
  • Die Rücksetzleitungen RST1, RST2 und RST3, die Auswahlleitungen SEL1, SEL2 und SEL3 und die Transfer-Gate-Leitungen TG2 und TG3 sind jeweils mit einer Vertikalansteuerschaltung 112 gekoppelt, die in einer Ansteuerschaltung enthalten ist. Die Signalleitungen (Datenausgangsleitungen) VSL1, VSL2 und VSL3 sind mit einer Spaltensignalverarbeitungsschaltung 113 gekoppelt, die in der Ansteuerschaltung enthalten ist.
  • Der untere erste Kontakt 45, der untere zweite Kontakt 46, der obere erste Kontakt 39C und ein oberer zweiter Kontakt 39D umfassen jeweils z. B. ein dotiertes Siliziummaterial wie z. B. PDAS (phosphordotiertes amorphes Silizium) oder ein Metallmaterial wie z. B. Aluminium (Al), Wolfram (W), Titan (Ti), Kobalt (Co), Hafnium (Hf) oder Tantal (Ta).
  • Die Schutzschicht 51 ist über dem organischen Abschnitt 20 für photoelektrische Umwandlung angeordnet und umfasst ein Material mit Lichtdurchlässigkeit. Insbesondere umfasst die Schutzschicht 51 z. B. einen Einzelschichtfilm, der jegliches von Siliziumoxid, Siliziumnitrid, Siliziumoxinitrid und dergleichen umfasst, oder einen gestapelten Film, der zwei oder mehr davon umfasst. Diese Schutzschicht 51 hat z. B. eine Dicke von 100 nm bis 30000 nm.
  • Der Lichtabschirmfilm 52 ist in der Schutzschicht 51 angeordnet, um z. B. die Ausleseelektrode 21A zu bedecken. Beispiele für ein Material des Lichtabschirmfilms 52 sind Wolfram (W), Titan (Ti), Titannitrid (TiN) oder Aluminium (Al). Der Lichtabschirmfilm 52 ist z. B. als ein gestapelter Film aus W/TiN/Ti oder als ein Einzelschichtfilm aus W gebildet. Der Lichtabschirmfilm 52 hat z. B. eine Dicke von 50 nm oder mehr und 400 nm oder weniger.
  • Ein Pixelabschnitt 1a auf der Schutzschicht 51 ist z. B. mit der in den Chip integrierten Linse 53 für jedes der Einheitspixel P versehen. Die in den Chip integrierte Linse 53 kondensiert einfallendes Licht auf den entsprechenden Lichtempfangsoberflächen des organischen Abschnitts 20 für photoelektrische Umwandlung, des anorganischen Abschnitts 32B für photoelektrische Umwandlung und des anorganischen Abschnitts 32R für photoelektrische Umwandlung.
  • (1-2. Verfahren zur Herstellung des Bildaufnahmeelements)
  • Das Bildaufnahmeelement 10 gemäß der vorliegenden Ausführungsform kann z. B. wie nachstehend beschrieben hergestellt werden.
  • 7 bis 13 stellen ein Verfahren zur Herstellung des Bildaufnahmeelements 10 in der Reihenfolge von Schritten dar. Zuerst wird, wie in 7 dargestellt, z. B. die p-Wanne 31 in dem Halbleitersubstrat 30 als eine Wanne von einem ersten elektrischen Leitfähigkeitstyp gebildet. Die anorganischen Abschnitte 32B und 32R für photoelektrische Umwandlung von einem zweiten elektrischen Leitfähigkeitstyp (z. B. n-Typ) werden in dieser p-Wanne 31 gebildet. In der Nähe der ersten Oberfläche 30A des Halbleitersubstrats 30 wird eine p+-Region gebildet.
  • Wie auch in 7 dargestellt, werden z. B. n+-Regionen, die als die schwebenden Diffusionen FD1 bis FD3 dienen, auf der zweiten Oberfläche 30B des Halbleitersubstrats 30 gebildet und werden dann eine Gate-Isolierschicht 33 und eine Gate-Verdrahtungsschicht 47 gebildet. Die Gate-Verdrahtungsschicht 47 umfasst die entsprechenden Gates des Transfertransistors Tr2, des Transfertransistors Tr3, des Auswahltransistors SEL, des Verstärkungstransistors AMP und des Rücksetztransistors RST. Dadurch werden der Transfertransistor Tr2, der Transfertransistor Tr3, der Auswahltransistor SEL, der Verstärkungstransistor AMP und der Rücksetztransistor RST gebildet. Ferner wird die Mehrschichtverdrahtungsschicht 40 auf der zweiten Oberfläche 30B des Halbleitersubstrats 30 gebildet. Die Mehrschichtverdrahtungsschicht 40 umfasst die Verdrahtungsschichten 41 bis 43 und die Isolierschicht 44. Die Verdrahtungsschichten 41 bis 43 umfassen den unteren ersten Kontakt 45, den unteren zweiten Kontakt 46 und den Kopplungsabschnitt 41A.
  • Als die Basis des Halbleitersubstrats 30 wird z. B. ein SOI(Silicon on Insulator)-Substrat verwendet, in dem das Halbleitersubstrat 30, ein vergrabener Oxid-Film (nicht dargestellt) und ein Haltesubstrat (nicht dargestellt) gestapelt werden. Obwohl in 7 nicht dargestellt, werden der vergrabene Oxid-Film und das Haltesubstrat mit der ersten Oberfläche 30A des Halbleitersubstrats 30 verbunden. Nach der Ionenimplantation wird eine Temperbehandlung durchgeführt.
  • Als Nächstes wird ein Trägersubstrat (nicht dargestellt), eine weitere Halbleiterbasis oder dergleichen mit der Seite der zweiten Oberfläche 30B (Seite der Mehrschichtverdrahtungsschicht 40) des Halbleitersubstrats 30 verbunden und vertikal umgedreht. Anschließend wird das Halbleitersubstrat 30 von dem vergrabenen Oxid-Film und dem Haltesubstrat des SOI-Substrats getrennt, um die erste Oberfläche 30A des Halbleitersubstrats 30 freizulegen. Die vorstehend beschriebenen Schritte können mit der Technologie, die in einem normalen CMOS-Prozess verwendet wird, wie z. B. Ionenimplantation und CVD (chemische Gasphasenabscheidung), durchgeführt werden.
  • Als Nächstes wird, wie in 8 dargestellt, das Halbleitersubstrat 30 von der Seite der ersten Oberfläche 30A aus bearbeitet, z. B. durch Trockenätzen, um z. B. eine ringförmige Öffnung 34H zu bilden. Die Tiefe der Öffnung 34H erstreckt sich von der ersten Oberfläche 30A zu der zweiten Oberfläche 30B des Halbleitersubstrats 30 und erreicht z. B. den in 8 dargestellten Kopplungsabschnitt 41A.
  • Anschließend wird z. B. die Schicht 28A mit negativer fester elektrischer Ladung auf der ersten Oberfläche 30A des Halbleitersubstrats 30 und der Seitenoberfläche der Öffnung 34H gebildet. Es können zwei oder mehr Typen von Filmen als die Schicht 28A mit negativer fester elektrischer Ladung gestapelt werden. Dies ermöglicht es, die Funktion einer Lochakkumulationsschicht weiter zu verstärken. Die dielektrische Schicht 28B wird gebildet, nachdem die Schicht 28A mit negativer fester elektrischer Ladung gebildet wurde. Als Nächstes werden die Kontaktflächenabschnitte 39A und 39B an vorbestimmten Positionen auf der dielektrischen Schicht 28B gebildet. Danach wird die Zwischenschichtisolierschicht 29 auf der dielektrischen Schicht 28B und den Kontaktflächenabschnitten 39A und 39B gebildet und wird die Oberfläche der Zwischenschichtisolierschicht 29 durch ein CMP-Verfahren (Chemisch-Mechanisches Polieren) planarisiert.
  • Anschließend werden, wie in 9 dargestellt, Öffnungen 29H1 und 29H2 über den Kontaktflächenabschnitten 39A bzw. 39B gebildet. Danach werden diese Öffnungen 29H1 und 29H2 z. B. mit elektrisch leitenden Materialien wie z. B. Al gefüllt, um den oberen ersten Kontakt 39C und den oberen zweiten Kontakt 39D zu bilden.
  • Als Nächstes wird, wie in 10 dargestellt, ein elektrisch leitender Film 21x auf der Zwischenschichtisolierschicht 29 gebildet. Danach wird ein Photolack PR an einer vorbestimmten Position auf den elektrisch leitenden Film 21x aufgebracht. Danach werden die in 11 dargestellte Ausleseelektrode 21A und Akkumulationselektrode 21B durch Ätzen und Entfernen des Photolacks PR strukturiert.
  • Anschließend wird, wie in 12 dargestellt, die Isolierschicht 22 auf der Zwischenschichtisolierschicht 29 und der Ausleseelektrode 21A und der Akkumulationselektrode 21B gebildet. Danach wird die Öffnung 22H über der Ausleseelektrode 21A ausgebildet.
  • Als Nächstes werden, wie in 13 dargestellt, die Schicht 23 für Akkumulation von elektrischer Ladung, die Schicht 24 für photoelektrische Umwandlung, die Arbeitsfunktionsanpassungsschicht 25, die Elektroneninjektionsförderschicht 26 und die obere Elektrode 27 auf der Isolierschicht 22 gebildet. Es ist anzumerken, dass es in einem Fall, in dem die Schicht 23 für Akkumulation von elektrischer Ladung, die Arbeitsfunktionsanpassungsschicht 25 und die Elektroneninjektionsförderschicht 26 durch Verwendung organischer Materialien gebildet werden, wünschenswert ist, die Schicht 23 für Akkumulation von elektrischer Ladung, die Schicht 24 für photoelektrische Umwandlung und die Arbeitsfunktionsanpassungsschicht 25 durchgehend in einem Vakuumprozess (in-situ-Vakuumprozess) zu bilden. Zusätzlich ist das Verfahren zur Bildung der Schicht 24 für photoelektrische Umwandlung nicht unbedingt auf eine Technik beschränkt, die ein Vakuumverdampfungsverfahren verwendet. Es kann auch ein anderes Verfahren verwendet werden, wie z. B. Rotationsbeschichtungstechnologie oder Drucktechnologie. Schließlich werden die Schutzschicht 51, die den Lichtabschirmfilm 52 umfasst, und die in den Chip integrierte Linse 53 über dem organischen Abschnitt 20 für photoelektrische Umwandlung gebildet. Damit ist das in 1 dargestellte Bildaufnahmeelement 10 fertiggestellt.
  • In einem Fall, in dem Licht in den organischen Abschnitt 20 für photoelektrische Umwandlung durch die in den Chip integrierte Linse 53 in dem Bildaufnahmeelement 10 eintritt, passiert das Licht den organischen Abschnitt 20 für photoelektrische Umwandlung und die anorganischen Abschnitte 32B und 32R für photoelektrische Umwandlung in dieser Reihenfolge. Während das Licht den organischen Abschnitt 20 für photoelektrische Umwandlung und die anorganischen Abschnitte 32B und 32R für photoelektrische Umwandlung passiert, wird das Licht für jedes von grünem Licht, blauem Licht und rotem Licht photoelektrisch umgewandelt. Nachstehend werden die Betriebsvorgänge zum Erlangen der Signale der entsprechenden Farben beschrieben. (Erlangung eines Signals für grüne Farbe durch den organischen Abschnitt 20 für photoelektrische Umwandlung)
  • Zuerst wird das grüne Licht der in das Bildaufnahmeelement 10 eingetretenen Lichtanteile selektiv detektiert (absorbiert) und von dem organischen Abschnitt 20 für photoelektrische Umwandlung photoelektrisch umgewandelt.
  • Der organische Abschnitt 20 für photoelektrische Umwandlung ist durch die Durchgangselektrode 34 mit dem Gate Gamp des Verstärkungstransistors AMP und der schwebenden Diffusion FD1 gekoppelt. Somit wird das Elektron eines Elektron-Loch-Paars, das von dem organischen Abschnitt 20 für photoelektrische Umwandlung erzeugt wird, aus der Seite der unteren Elektrode 21 genommen, durch die Durchgangselektrode 34 zu der Seite der zweiten Oberfläche 30B des Halbleitersubstrats 30 übertragen und in der schwebenden Diffusion FD1 akkumuliert. Gleichzeitig moduliert der Verstärkungstransistor AMP die von dem organischen Abschnitt 20 für photoelektrische Umwandlung erzeugte elektrische Ladungsmenge auf eine Spannung.
  • Zusätzlich ist das Rücksetz-Gate Grst des Rücksetztransistors RST neben der schwebenden Diffusion FD1 angeordnet. Dies bewirkt, dass der Rücksetztransistor RST die in der schwebenden Diffusion FD1 akkumulierte elektrische Ladung rücksetzt.
  • Hier ist der organische Abschnitt 20 für photoelektrische Umwandlung nicht nur mit dem Verstärkungstransistor AMP, sondern auch durch die Durchgangselektrode 34 mit der schwebenden Diffusion FD1 gekoppelt, so dass der Rücksetztransistor RST die in der schwebenden Diffusion FD1 akkumulierte elektrische Ladung leicht rücksetzen kann.
  • Im Gegensatz dazu ist es in einem Fall, in dem die Durchgangselektrode 34 und die schwebende Diffusion FD1 nicht gekoppelt sind, schwierig, die in der schwebenden Diffusion FD1 akkumulierte elektrische Ladung rückzusetzen. Es muss eine große Spannung angelegt werden, um die elektrische Ladung zu der Seite der oberen Elektrode 27 zu leiten. Die Schicht 24 für photoelektrische Umwandlung kann dadurch beschädigt werden. Zusätzlich führt eine Struktur, die ein Rücksetzen in einer kurzen Zeitperiode ermöglicht, zu einem erhöhten Dunkelzeitrauschen und damit zu einem Kompromiss. Diese Struktur ist somit schwierig.
  • 14 stellt ein Betriebsbeispiel des Bildaufnahmeelements 10 dar. (A) stellt das Potential an der Akkumulationselektrode 21B dar, (B) stellt das Potential an der schwebenden Diffusion FD1 (Ausleseelektrode 21A) dar und (C) stellt das Potential an dem Gate (Gsel) des Rücksetztransistors TR1rst dar. In dem Bildaufnahmeelement 10 werden an die Ausleseelektrode 21A und die Akkumulationselektrode 21B einzeln Spannungen angelegt.
  • In dem Bildaufnahmeelement 10 legt die Ansteuerschaltung ein Potential V1 an die Ausleseelektrode 21A an und legt in einer Akkumulationsperiode ein Potential V2 an die Akkumulationselektrode 21B an. Hier wird davon ausgegangen, dass die Potentiale V1 und V2 V2 > V1 erfüllen. Dies bewirkt, dass die durch die photoelektrische Umwandlung erzeugte elektrische Ladung (hier Elektronen) zu der Akkumulationselektrode 21B gezogen und in der Region der Schicht 23 für Akkumulation, die der Akkumulationselektrode 21B gegenüberliegt, akkumuliert wird (Akkumulationsperiode). Zusätzlich wird der Wert des Potentials in der Region der Schicht 23 für Akkumulation von elektrischer Ladung gegenüber der Akkumulationselektrode 21B im Verlauf von Zeit der photoelektrischen Umwandlung negativer. Es ist anzumerken, dass Löcher von der oberen Elektrode 27 an die Ansteuerschaltung geschickt werden.
  • In dem Bildaufnahmeelement 10 wird in der letzteren Hälfte der Akkumulationsperiode ein Rücksetzvorgang durchgeführt. Insbesondere ändert ein Abtastabschnitt zu einer Zeit t1 die Spannung eines Rücksetzsignals RST von dem niedrigen auf den hohen Pegel. Dadurch wird der Rücksetztransistor TR1rst in dem Einheitspixel P eingeschaltet. Folglich wird die Spannung der schwebenden Diffusion FD1 auf die Energieversorgungsleitung VDD eingestellt und wird die Spannung der schwebenden Diffusion FD1 rückgesetzt (Rücksetzperiode).
  • Nachdem der Rücksetzvorgang abgeschlossen ist, wird die elektrische Ladung ausgelesen. Insbesondere legt die Ansteuerschaltung ein Potential V3 an die Ausleseelektrode 21A an und legt zu einer Zeit t2 ein Potential V4 an die Akkumulationselektrode 21B an. Hier wird davon ausgegangen, dass die Potentiale V3 und V4 V3 < V4 erfüllen. Dies bewirkt, dass die elektrische Ladung (hier Elektronen), die sich in der der Akkumulationselektrode 21B entsprechenden Region akkumuliert hat, von der Ausleseelektrode 21A an die schwebende Diffusion FD1 ausgelesen wird. Mit anderen Worten wird die in der Schicht 23 für Akkumulation von elektrischer Ladung akkumulierte elektrische Ladung an die Steuereinrichtung ausgelesen (Übertragungsperiode).
  • Die Ansteuerschaltung legt ein Potential V1 an die Ausleseelektrode 21A an und legt das Potential V2 wieder an die Akkumulationselektrode 21B an, nachdem der Auslesevorgang abgeschlossen ist. Dies bewirkt, dass die durch die photoelektrische Umwandlung erzeugte elektrische Ladung (hier Elektronen) zu der Akkumulationselektrode 21B gezogen und in der Region der Schicht 24 für photoelektrische Umwandlung, die der Akkumulationselektrode 21B gegenüberliegt, akkumuliert wird (Akkumulationsperiode). (Erlangung von Signalen für blaue Farbe und Signalen für rote Farbe durch die anorganischen Abschnitte 32B und 32R für photoelektrische Umwandlung)
  • Anschließend werden das blaue Licht und das rote Licht der Lichtanteile, die den organischen Abschnitt 20 für photoelektrische Umwandlung passiert haben, in der Reihenfolge von dem anorganischen Abschnitt 32B für photoelektrische Umwandlung und dem anorganischen Abschnitt 32R für photoelektrische Umwandlung nacheinander absorbiert und photoelektrisch umgewandelt. In dem anorganischen Abschnitt 32B für photoelektrische Umwandlung werden die Elektronen, die dem einfallenden blauen Licht entsprechen, in einer n-Region des anorganischen Abschnitts 32B für photoelektrische Umwandlung akkumuliert und werden die akkumulierten Elektronen von dem Transfertransistor Tr2 an die schwebende Diffusion FD2 übertragen. Auf ähnliche Weise werden in dem anorganischen Abschnitt 32R für photoelektrische Umwandlung die Elektronen, die dem einfallenden roten Licht entsprechen, in einer n-Region des anorganischen Abschnitts 32R für photoelektrische Umwandlung akkumuliert und werden die akkumulierten Elektronen von dem Transfertransistor Tr3 an die schwebende Diffusion FD3 übertragen.
  • (1-3. Arbeitsweisen und Wirkungen)
  • In dem Bildaufnahmeelement 10 gemäß der vorliegenden Ausführungsform sind die Arbeitsfunktionsanpassungsschicht 25 und die Elektroneninjektionsförderschicht 26 mit einem vorbestimmten Energieniveau in dieser Reihenfolge von der Seite der Schicht 24 für photoelektrische Umwandlung aus zwischen der Schicht 24 für photoelektrische Umwandlung und der oberen Elektrode 27 gestapelt. Die Arbeitsfunktionsanpassungsschicht 25 umfasst mindestens eine von einer kohlenstoffhaltigen Verbindung mit einer größeren Elektronenaffinität als die Arbeitsfunktion der unteren Elektrode 21 oder einer anorganischen Verbindung mit einer größeren Arbeitsfunktion als die Arbeitsfunktion der unteren Elektrode 21. Die Elektroneninjektionsförderschicht 26 hat ein Energieniveau, das bewirkt, dass der Absolutwert B der Differenz zwischen dem HOMO-Niveau und dem Fermi-Niveau der oberen Elektrode 27 größer oder gleich dem Absolutwert A der Differenz zwischen dem von der optischen Bandlücke berechneten LUMO-Niveau (LUMO2) und dem Fermi-Niveau ist. Alternativ hat die Elektroneninjektionsförderschicht 26 ein Niveau in der Bandlücke mit einer Zustandsdichte von 1/10000 oder mehr im Vergleich zu dem HOMO-Niveau nahe dem Fermi-Niveau der oberen Elektrode 27. Dies fördert die Injektion von Elektronen von der oberen Elektrode 27 in die Arbeitsfunktionsanpassungsschicht 25. Dies wird nachstehend beschrieben.
  • In einer Bildaufnahmevorrichtung, die B/G/R-Signale separat aus einem Pixel extrahiert, wird die in dem Halbleitersubstrat erzeugte elektrische Ladung vorübergehend in jedem der in dem Halbleitersubstrat gebildeten Abschnitte für photoelektrische Umwandlung (Photodioden PD1 und PD2) akkumuliert und dann an die entsprechenden schwebenden Diffusionen FD übertragen, wie vorstehend beschrieben. Dies ermöglicht es, jeden der Abschnitte für photoelektrische Umwandlung vollständig zu entleeren. Im Gegensatz dazu wird die elektrische Ladung, die aus der photoelektrischen Umwandlung durch einen organischen Abschnitt für photoelektrische Umwandlung resultiert, der z. B. über dem Halbleitersubstrat angeordnet ist, direkt in der schwebenden Diffusion FD, die in dem Halbleitersubstrat angeordnet ist, durch einen vertikalen Übertragungsweg, der in dem Halbleitersubstrat angeordnet ist, akkumuliert. Dadurch wird es schwierig, die Schicht für photoelektrische Umwandlung vollständig zu entleeren, wodurch kTC-Rauschen zunimmt und sich Zufallsrauschen verschlechtert. Dies führt zu einer geringeren Bildqualität bei der Bildaufnahme.
  • Als ein Verfahren zum Lösen dieses Problems wurde ein Bildaufnahmeelement entwickelt, das mit einer Elektrode für Akkumulation von elektrischer Ladung versehen ist. Die Elektrode für Akkumulation von elektrischer Ladung ist derart angeordnet, dass sie von einer (z. B. der unteren Elektrode) der gepaarten Elektroden beabstandet ist, die derart angeordnet sind, dass sie einander gegenüberliegen, wobei eine Schicht für photoelektrische Umwandlung dazwischen angeordnet ist. Zusätzlich liegt die Elektrode für Akkumulation von elektrischer Ladung einer Schicht für photoelektrische Umwandlung gegenüber, wobei eine Isolierschicht dazwischen angeordnet ist. In diesem Bildaufnahmeelement wird die in der Schicht für photoelektrische Umwandlung erzeugte elektrische Ladung in einer Region akkumuliert, die der Elektrode für Akkumulation von elektrischer Ladung in der Schicht für photoelektrische Umwandlung gegenüberliegt. Die akkumulierte elektrische Ladung wird je nach Bedarf an eine Seite der Elektrode zum Auslesen von elektrischer Ladung übertragen und dort ausgelesen. Dies ermöglicht es, den Abschnitt für Akkumulation von elektrischer Ladung zu Beginn der Belichtung vollständig zu entleeren, wodurch kTC-Rauschen unterdrückt und die Bildqualität bei der Bildaufnahme verbessert wird. Zusätzlich ist ein solches Bildaufnahmeelement mit einer Halbleiterschicht, in der Metalloxid verwendet wird, das heißt. z. B. ein Halbleiter vom n-Typ wie z. B. IGZO, in einer unteren Schicht der Schicht für photoelektrische Umwandlung versehen. Dies ermöglicht es zu verhindern, dass elektrische Ladung während der Akkumulation von elektrischer Ladung rekombiniert wird, und die Effizienz des Übertragens der akkumulierten elektrischen Ladung an die Elektrode zum Auslesen von elektrischer Ladung weiter zu erhöhen.
  • Die Verwendung von Metalloxid, das ein Halbleiter vom n-Typ ist, für die Halbleiterschicht wirft jedoch ein Problem hinsichtlich der schnellen Übertragung und Akkumulation von Elektronen, die durch Lichteinstrahlung in der Schicht für photoelektrische Umwandlung erzeugt werden, an die und in der Halbleiterschicht auf. Es ist möglich, das Problem durch eine Erhöhung der Photoresponsivität der Schicht für photoelektrische Umwandlung zu lösen.
  • Im Gegensatz dazu ist in der vorliegenden Ausführungsform die Elektroneninjektionsförderschicht 26 zwischen der Arbeitsfunktionsanpassungsschicht 25 und der oberen Elektrode 27 angeordnet, die auf der Schicht 24 für photoelektrische Umwandlung angeordnet ist. Die Elektroneninjektionsförderschicht 26 hat den folgenden Wert als das Energieniveau, nachdem sie mit der oberen Elektrode 27 verbunden wurde. In einem Fall, in dem die Elektroneninjektionsförderschicht 26 mit der oberen Elektrode 27 verbunden ist, verschieben sich das HOMO-Niveau und das LUMO-Niveau in einer Tiefenrichtung gemäß dem Fermi-Niveau der oberen Elektrode 27. Das Fermi-Niveau der oberen Elektrode 27 und das LUMO-Niveau der Elektroneninjektionsschicht 26 nähern sich aus der Energieperspektive einander an. Insbesondere ist in der vorliegenden Ausführungsform die Elektroneninjektionsförderschicht 26 vorhanden, in der der Absolutwert B der Differenz zwischen dem HOMO-Niveau und dem Fermi-Niveau der oberen Elektrode 27 größer oder gleich dem Absolutwert A der Differenz zwischen dem von der optischen Bandlücke berechneten LUMO-Niveau (LUMO2) und dem Fermi-Niveau ist, oder ist die Elektroneninjektionsförderschicht 26 vorhanden, die ein Niveau in der Bandlücke mit einer Zustandsdichte von 1/10000 oder mehr im Vergleich zu dem HOMO-Niveau nahe dem Fermi-Niveau hat. Dies fördert die Injektion von Elektronen, die von der oberen Elektrode 27 aus zu injizieren sind. Mit anderen Worten wird die Ladungsträgerdichte von Elektronen an der Grenzfläche zwischen der Arbeitsfunktionsanpassungsschicht 25 und der organischen Schicht, die die Schicht 24 für photoelektrische Umwandlung umfasst, neben der Arbeitsfunktionsanpassungsschicht 25 erhöht.
  • Somit wird in dem Bildaufnahmeelement 10 gemäß der vorliegenden Ausführungsform die Rekombination von Löchern und Potentialen an der Grenzfläche zwischen der Arbeitsfunktionsanpassungsschicht 25 und der organischen Schicht, die die Schicht 24 für photoelektrische Umwandlung umfasst, neben der Arbeitsfunktionsanpassungsschicht 25 gefördert. Dies ermöglicht es, die Photoresponsivität der Schicht 24 für photoelektrische Umwandlung zu erhöhen.
  • <2 Anwendungsbeispiele>
  • (Anwendungsbeispiel 1)
  • 15 stellt eine Gesamtkonfiguration einer Bildaufnahmevorrichtung (Bildaufnahmevorrichtung 1) dar, in der das in der vorstehend beschriebenen Ausführungsform beschriebene Bildaufnahmeelement 10 für jedes der Pixel verwendet wird. Die Bildaufnahmevorrichtung 1 ist ein CMOS-Bildsensor. Die Bildaufnahmevorrichtung 1 umfasst den Pixelabschnitt 1a als einen Bildaufnahmebereich und den Peripherieschaltungsteil 130 in einer peripheren Region des Pixelabschnitts 1a auf dem Halbleitersubstrat 30. Der Peripherieschaltungsteil 130 umfasst z. B. einen Zeilenabtastabschnitt 131, einen Horizontalauswahlabschnitt 133, einen Spaltenabtastabschnitt 134 und einen Systemsteuerabschnitt 132.
  • Der Pixelabschnitt 1a umfasst z. B. die Mehrzahl von Einheitspixeln P (die jeweils dem Bildaufnahmeelement 10 entsprechen), die zweidimensional in einer Matrix angeordnet sind. Diese Einheitspixel P sind z. B. mit einer Pixelansteuerleitung Lread (insbesondere einer Zeilenauswahlleitung und einer Rücksetzsteuerleitung) für jede der Pixelzeilen und mit einer Vertikalsignalleitung Lsig für jede der Pixelspalten versehen. Die Pixelansteuerleitung Lread überträgt Ansteuersignale zum Auslesen von Signalen aus den Pixeln. Ein Ende der Pixelansteuerleitung Lread ist mit dem Ausgangsende des Zeilenabtastabschnitts 131 gekoppelt, das jeder der Zeilen entspricht.
  • Der Zeilenabtastabschnitt 131 ist ein Pixelansteuerabschnitt, der ein Schieberegister, einen Adressdekodierer und dergleichen umfasst und die Einheitspixel P des Pixelabschnitts 1a z. B. zeilenweise ansteuert. Signale, die von den entsprechenden Einheitspixeln P in den Pixelzeilen, die von dem Zeilenabtastabschnitt 131 selektiv abgetastet werden, ausgegeben werden, werden dem Horizontalauswahlabschnitt 133 über die entsprechenden Vertikalsignalleitungen Lsig zugeführt. Der Horizontalauswahlabschnitt 133 umfasst einen Verstärker, einen Horizontalauswahlschalter und dergleichen, die für jede der Vertikalsignalleitungen Lsig angeordnet sind.
  • Der Spaltenabtastabschnitt 134 umfasst ein Schieberegister, einen Adressdekodierer und dergleichen. Der Spaltenabtastabschnitt 134 steuert die entsprechenden Horizontalauswahlschalter des Horizontalauswahlabschnitts 133 während des Abtastens der Horizontalauswahlschalter nacheinander an. Das selektive Abtasten durch diesen Spaltenabtastabschnitt 134 bewirkt, dass Signale der entsprechenden Pixel, die durch jede der Vertikalsignalleitungen Lsig übertragen werden, an eine Horizontalsignalleitung 135 ausgegeben werden, und bewirkt, dass die Signale durch die Horizontalsignalleitung 135 an die Außenseite des Halbleitersubstrats 30 übertragen werden.
  • Der Schaltungsteil, der den Zeilenabtastabschnitt 131, den Horizontalauswahlabschnitt 133, den Spaltenabtastabschnitt 134 und die Horizontalsignalleitung 135 umfasst, kann direkt auf dem Halbleitersubstrat 30 gebildet sein oder kann auf einer externen Steuer-IC angeordnet sein. Zusätzlich kann der Schaltungsteil davon in einem anderen Substrat gebildet sein, das durch ein Kabel oder dergleichen gekoppelt ist.
  • Der Systemsteuerabschnitt 132 empfängt ein von außerhalb des Halbleitersubstrats 30 zugeführtes Taktsignal, Daten für eine Anweisung über einen Betriebsmodus und dergleichen und gibt auch Daten wie z. B. interne Information der Bildaufnahmevorrichtung 1 aus. Der Systemsteuerabschnitt 132 umfasst ferner einen Zeitgebergenerator, der verschiedene Zeitsignale erzeugt und die Ansteuerung der Peripherieschaltungen wie z. B. den Zeilenabtastabschnitt 131, den Horizontalauswahlabschnitt 133 und den Spaltenabtastabschnitt 134 auf Grundlage der verschiedenen Zeitgebersignale steuert, die von dem Zeitgebergenerator erzeugt werden.
  • (Anwendungsbeispiel 2)
  • Die vorstehend beschriebene Bildaufnahmevorrichtung 1 ist z. B. auf jeglichen Typ von elektronischem Gerät mit einer Bildaufnahmefunktion anwendbar, umfassend ein Kamerasystem wie z. B. eine digitale Standbildkamera und eine Videokamera, ein Mobiltelefon mit einer Bildaufnahmefunktion und dergleichen. 16 stellt eine schematische Konfiguration eines elektronischen Geräts 2 (Kamera) als ein Beispiel dafür dar. Das elektronische Gerät 2 ist z. B. eine Videokamera, die in der Lage ist, ein Standbild oder ein Bewegtbild aufzunehmen. Das elektronische Gerät 2 umfasst die Bildaufnahmevorrichtung 1, ein optisches System (optische Linse) 310, eine Verschlussvorrichtung 311, einen Ansteuerabschnitt 313, der die Bildaufnahmevorrichtung 1 und die Verschlussvorrichtung 311 ansteuert, und einen Signalverarbeitungsabschnitt 312.
  • Das optische System 310 leitet Bildlicht (einfallendes Licht) von einem Subjekt zu dem Pixelabschnitt 1a der Bildaufnahmevorrichtung 1. Das optische System 310 kann eine Mehrzahl von optischen Linsen umfassen. Die Verschlussvorrichtung 311 steuert eine Zeitperiode, in der die Bildaufnahmevorrichtung 1 mit Licht bestrahlt wird, und eine Zeitperiode, in der das Licht blockiert wird. Der Ansteuerabschnitt 313 steuert einen Übertragungsvorgang der Bildaufnahmevorrichtung 1 und einen Verschlussvorgang der Verschlussvorrichtung 311. Der Signalverarbeitungsabschnitt 312 führt verschiedene Typen von Signalverarbeitung an Signalen durch, die von der Bildaufnahmevorrichtung 1 ausgegeben werden. Ein Bildsignal Dout, das der Signalverarbeitung unterzogen wird, wird in einem Speichermedium, wie z. B. einem Speicher, gespeichert oder an einen Bildschirm oder dergleichen ausgegeben.
  • Ferner ist die vorstehend beschriebene Bildaufnahmevorrichtung 1 auch auf die nachstehend beschriebenen elektronischen Geräte anwendbar (ein Endoskop 10100 vom Kapseltyp und einen mobilen Körper wie z. B. ein Fahrzeug).
  • <3. Praktische Anwendungsbeispiele>
  • (Beispiel für praktische Anwendung auf ein In-vivo-Informationserlangungssystem)
  • Ferner ist die Technologie (die vorliegende Technologie) gemäß der vorliegenden Offenbarung auf verschiedene Produkte anwendbar. Beispielsweise kann die Technologie gemäß der vorliegenden Offenbarung auf ein System für endoskopische Chirurgie angewendet werden.
  • 17 ist ein Blockdiagramm, das ein Beispiel für eine schematische Konfiguration eines In-vivo-Informationserlangungssystems eines Patienten unter Verwendung eines Endoskops vom Kapseltyp darstellt, auf das die Technologie gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung (vorliegenden Technologie) angewendet werden kann.
  • Das In-vivo-Informationserlangungssystem 10001 umfasst ein Endoskop 10100 vom Kapseltyp und ein externes Steuergerät 10200.
  • Das Endoskop 10100 vom Kapseltyp wird zur Zeit der Untersuchung von einem Patienten geschluckt. Das Endoskop 10100 vom Kapseltyp hat eine Bilderfassungsfunktion und eine Drahtloskommunikationsfunktion und erfasst in vorbestimmten Intervallen sukzessive ein Bild des Inneren eines Organs, wie z. B. des Magens oder eines Darms, (nachstehend als ein In-Vivo-Bild bezeichnet), während es sich für eine Zeitdauer durch peristaltische Bewegung im Inneren des Organs bewegt, bis es von dem Patienten auf natürliche Weise ausgeschieden wird. Dann überträgt das Endoskop 10100 vom Kapseltyp Information des In-vivo-Bilds mittels Drahtlosübertragung sukzessive an das externe Steuergerät 10200 außerhalb des Körpers.
  • Das externe Steuergerät 10200 steuert den Betrieb des In-vivo-Informationserlangungssystems 10001 integral. Ferner empfängt das externe Steuergerät 10200 Information eines In-vivo-Bilds, das von dem Endoskop 10100 vom Kapseltyp dorthin übertragen wurde, und erzeugt Bilddaten zum Anzeigen des In-vivo-Bilds auf einem Anzeigegerät (nicht dargestellt) auf Grundlage der empfangenen Information des In-vivo-Bilds.
  • In dem In-vivo-Informationserlangungssystem 10001 kann auf diese Weise nach dem Schlucken jederzeit ein In-vivo-Bild, das einen Zustand des Körperinneren eines Patienten abbildet, für eine Zeitdauer erlangt werden, bis das Endoskop 10100 vom Kapseltyp ausgeschieden wird.
  • Eine Konfiguration und Funktionen des Endoskops 10100 vom Kapseltyp und des externen Steuergeräts 10200 werden nachstehend ausführlicher beschrieben.
  • Das Endoskop 10100 vom Kapseltyp umfasst ein Gehäuse 10101 vom Kapseltyp, in dem eine Lichtquelleneinheit 10111, eine Bilderfassungseinheit 10112, eine Bildverarbeitungseinheit 10113, eine Drahtloskommunikationseinheit 10114, eine Energieversorgungseinheit 10115, eine Energiezuführeinheit 10116 und eine Steuereinheit 10117 untergebracht sind.
  • Die Lichtquelleneinheit 10111 umfasst eine Lichtquelle, wie z. B. eine Leuchtdiode (LED), und strahlt Licht auf ein Bilderfassungssichtfeld der Bilderfassungseinheit 10112.
  • Die Bilderfassungseinheit 10112 umfasst ein Bildaufnahmeelement und ein optisches System, das eine Mehrzahl von Linsen umfasst, die an einer dem Bilderfassungselement vorangehenden Stufe angeordnet sind. Reflektiertes Licht (nachstehend als Beobachtungslicht bezeichnet) von Licht, das auf ein Körpergewebe gestrahlt wird, das ein Beobachtungsziel ist, wird durch das optische System gebündelt und in das Bilderfassungselement eingebracht. In der Bilderfassungseinheit 10112 wird das einfallende Beobachtungslicht von dem Bilderfassungselement photoelektrisch umgewandelt, wodurch ein Bildsignal erzeugt wird, das dem Beobachtungslicht entspricht. Das von der Bilderfassungseinheit 10112 erzeugte Bildsignal wird der Bildverarbeitungseinheit 10113 bereitgestellt.
  • Die Bildverarbeitungseinheit 10113 umfasst einen Prozessor, wie z. B. eine Zentraleinheit (CPU) oder eine Grafikverarbeitungseinheit (GPU), und führt verschiedene Signalprozesse für ein Bildsignal durch, das von der Bilderfassungseinheit 10112 erzeugt wird. Die Bildverarbeitungseinheit 10113 stellt das Bildsignal, für das dadurch die Signalprozesse durchgeführt wurden, der Drahtloskommunikationseinheit 10114 als RAW-Daten bereit.
  • Die Drahtloskommunikationseinheit 10114 führt einen vorbestimmten Prozess, wie z. B. einen Modulationsprozess, für das Bildsignal durch, für das die Signalprozesse von der Bildverarbeitungseinheit 10113 durchgeführt wurden, und überträgt das resultierende Bildsignal über eine Antenne 10114A an das externe Steuergerät 10200. Ferner empfängt die Drahtloskommunikationseinheit 10114 ein Steuersignal bezüglich der Ansteuersteuerung des Endoskops 10100 vom Kapseltyp von dem externen Steuergerät 10200 über die Antenne 10114A. Die Drahtloskommunikationseinheit 10114 stellt der Steuereinheit 10117 das von dem externen Steuergerät 10200 empfangene Steuersignal bereit.
  • Die Energieversorgungseinheit 10115 umfasst eine Antennenspule zur Energieaufnahme, eine Energieregenerierungsschaltung zum Regenerieren elektrischer Energie aus Strom, der in der Antennenspule erzeugt wird, eine Spannungsverstärkungsschaltung usw. Die Energieversorgungseinheit 10115 erzeugt elektrische Energie unter Verwendung des Prinzips kontaktlosen Ladens.
  • Die Energiezuführeinheit 10116 umfasst eine Sekundärbatterie und speichert elektrische Energie, die von der Energieversorgungseinheit 10115 erzeugt wird. In 17 wird eine Pfeilmarkierung, die eine Zuführzielstelle elektrischer Energie von der Energiezuführeinheit 10116 angibt, usw. weggelassen, um eine komplizierte Darstellung zu vermeiden. Die in der Energiezuführeinheit 10116 gespeicherte elektrische Energie wird jedoch der Lichtquelleneinheit 10111, der Bilderfassungseinheit 10112, der Bildverarbeitungseinheit 10113, der Drahtloskommunikationseinheit 10114 und der Steuereinheit 10117 zugeführt und kann zum Ansteuern selbiger verwendet werden.
  • Die Steuereinheit 10117 umfasst einen Prozessor, wie eine CPU, und steuert in geeigneter Weise die Ansteuerung der Lichtquelleneinheit 10111, der Bilderfassungseinheit 10112, der Bildverarbeitungseinheit 10113, der Drahtloskommunikationseinheit 10114 und der Energieversorgungseinheit 10115 gemäß einem Steuersignal, das von dem externen Steuergerät 10200 dorthin übertragen wird.
  • Das externe Steuergerät 10200 umfasst einen Prozessor, wie eine CPU oder eine GPU, einen Mikrocomputer, eine Steuerplatine oder dergleichen, wobei ein Prozessor und ein Speicherelement, wie z. B. ein Speicher, auf gemischte Weise einbezogen sind. Das externe Steuergerät 10200 überträgt ein Steuersignal über eine Antenne 10200A an die Steuereinheit 10117 des Endoskops 10100 vom Kapseltyp, um den Betrieb des Endoskops 10100 vom Kapseltyp zu steuern. In dem Endoskop 10100 vom Kapseltyp kann eine Einstrahlungsbedingung von Licht auf ein Beobachtungsziel der Lichtquelleneinheit 10111 geändert werden, beispielsweise gemäß einem Steuersignal von dem externen Steuergerät 10200. Ferner kann eine Bilderfassungsbedingung (beispielsweise eine Bildfrequenz, ein Belichtungswert oder dergleichen der Bilderfassungseinheit 10112) gemäß einem Steuersignal von dem externen Steuergerät 10200 geändert werden. Ferner kann der Inhalt der Verarbeitung durch die Bildverarbeitungseinheit 10113 oder eine Bedingung zum Übertragen eines Bildsignals von der Drahtloskommunikationseinheit 10114 (beispielsweise ein Übertragungsintervall, eine Übertragungsbildzahl oder dergleichen) gemäß einem Steuersignal von dem externen Steuergerät 10200 geändert werden.
  • Ferner führt das externe Steuergerät 10200 verschiedene Bildprozesse für ein Bildsignal durch, das von dem Endoskop 10100 vom Kapseltyp dorthin übertragen wird, um Bilddaten zum Anzeigen eines erfassten In-vivo-Bilds auf dem Anzeigegerät zu erzeugen. Als die Bildprozesse können verschiedene Signalprozesse durchgeführt werden, wie beispielsweise ein Entwicklungsprozess (Demosaicing-Prozess), ein Bildqualitätsverbesserungsprozess (Bandbreitenerweiterungsprozess, ein Superauflösungsprozess, ein Rauschverminderungs(NR)-Prozess und/oder Bildstabilisierungsprozess) und/oder ein Vergrößerungsprozess (Prozess elektronischen Zoomens). Das externe Steuergerät 10200 steuert das Ansteuern des Anzeigegeräts, um zu bewirken, dass das Anzeigegerät ein erfasstes In-vivo-Bild auf Grundlage erzeugter Bilddaten anzeigt. Alternativ kann das externe Steuergerät 10200 auch eine Aufzeichnungseinrichtung (nicht dargestellt) steuern, um erzeugte Bilddaten aufzuzeichnen, oder ein Druckgerät (nicht dargestellt) steuern, um erzeugte Bilddaten durch Drucken auszugeben.
  • Das Beispiel für ein In-vivo-Informationserlangungssystem, auf das die Technologie gemäß der vorliegenden Offenbarung angewendet werden kann, wurde vorstehend beschrieben. Die Technologie gemäß der vorliegenden Offenbarung kann von den vorstehend beschriebenen Komponenten z. B. auf die Bilderfassungseinheit 10112 angewendet werden. Das erhöht die Detektionsgenauigkeit.
  • (Beispiel für praktische Anwendung auf ein System für endoskopische Chirurgie)
  • Die Technologie (die vorliegende Technologie) gemäß der vorliegenden Offenbarung ist auf verschiedene Produkte anwendbar. Beispielsweise kann die Technologie gemäß der vorliegenden Offenbarung auf ein System für endoskopische Chirurgie angewendet werden.
  • 18 ist eine Ansicht, die ein Beispiel für eine schematische Konfiguration eines Systems für endoskopische Chirurgie darstellt, auf das die Technologie gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung (vorliegenden Technologie) angewendet werden kann.
  • In 18 ist ein Zustand dargestellt, in dem ein Chirurg (Arzt) 11131 ein System für endoskopische Chirurgie 11000 verwendet, um einen chirurgischen Eingriff für einen Patienten 11132 auf einem Patientenbett 11133 durchzuführen. Wie dargestellt, umfasst das System für endoskopische Chirurgie 11000 ein Endoskop 11100, andere chirurgische Instrumente 11110, wie z. B. eine Pneumoperitoneumsröhre 11111 und eine Energievorrichtung 11112, ein Tragarmgerät 11120, das das Endoskop 11100 daran trägt, und einen Wagen 11200, an dem verschiedene Geräte für endoskopische Chirurgie montiert sind.
  • Das Endoskop 11100 umfasst einen Objektivtubus 11101 mit einer Region einer vorbestimmten Länge von einem distalen Ende davon zur Einführung in eine Körperhöhle des Patienten 11132 und einen Kamerakopf 11102, der mit einem proximalen Ende des Objektivtubus 11101 verbunden ist. In dem dargestellten Beispiel ist das Endoskop 11100 dargestellt, das als ein starres Endoskop vorliegt, das den Objektivtubus 11101 vom harten Typ aufweist. Das Endoskop 11100 kann jedoch anderweitig als ein flexibles Endoskop vorliegen, das den Objektivtubus 11101 vom flexiblen Typ aufweist.
  • Der Objektivtubus 11101 hat an seinem distalen Ende eine Öffnung, in die eine Objektivlinse eingepasst ist. Ein Lichtquellengerät 11203 ist mit dem Endoskop 11100 derart verbunden, dass Licht, das von dem Lichtquellengerät 11203 erzeugt wird, durch einen Lichtleiter, der sich im Inneren des Objektivtubus 11101 erstreckt, in ein distales Ende des Objektivtubus 11101 eingebracht wird und durch die Objektivlinse auf ein Beobachtungsziel in einer Körperhöhle des Patienten 11132 gestrahlt wird. Es ist anzumerken, dass das Endoskop 11100 ein Vorwärtssichtendoskop oder ein Schrägsichtendoskop oder ein Seitensichtendoskop sein kann.
  • Ein optisches System und ein Bilderfassungselement sind im Inneren des Kamerakopfs 11102 derart angeordnet, dass reflektiertes Licht (Beobachtungslicht) von dem Beobachtungsziel von dem optischen System an dem Bilderfassungselement gebündelt wird. Das Beobachtungslicht wird von dem Bilderfassungselement photoelektrisch umgewandelt, um ein elektrisches Signal zu erzeugen, das dem Beobachtungslicht entspricht, und zwar ein Bildsignal, das einem Beobachtungsbild entspricht. Das Bildsignal wird als RAW-Daten an eine CCU 11201 übertragen.
  • Die CCU 11201 umfasst eine Zentraleinheit (CPU), eine Grafikverarbeitungseinheit (GPU) oder dergleichen und steuert einen Betrieb des Endoskops 11100 und eines Anzeigegeräts 11202 integral. Ferner empfängt die CCU 11201 ein Bildsignal von dem Kamerakopf 11102 und führt für das Bildsignal verschiedene Bildprozesse zum Anzeigen eines Bildes auf Grundlage des Bildsignals durch, wie beispielsweise einen Entwicklungsprozess (Demosaicing-Prozess).
  • Das Anzeigegerät 11202 zeigt ein Bild auf Grundlage eines Bildsignals, für das die Bildprozesse von der CCU 11201 durchgeführt wurden, unter der Steuerung der CCU 11201 darauf an.
  • Das Lichtquellengerät 11203 umfasst eine Lichtquelle, wie beispielsweise eine Leuchtdiode (LED), und führt bei Bildaufnahme einer zu operierenden Region dem Endoskop 11100 Einstrahlungslicht zu.
  • Ein Eingabegerät 11204 ist eine Eingabeschnittstelle für das System für endoskopische Chirurgie 11000. Ein Benutzer kann die Eingabe verschiedener Arten von Informations- oder Anweisungseingaben in das System für endoskopische Chirurgie 11000 über das Eingabegerät 11204 durchführen. Beispielsweise würde der Benutzer eine Anweisung oder dergleichen eingeben, um eine Bilderfassungsbedingung (Typ von Einstrahlungslicht, Vergrößerung, Brennweite oder dergleichen) durch das Endoskop 11100 zu ändern.
  • Ein Behandlungsinstrumentsteuergerät 11205 steuert das Ansteuern der Energievorrichtung 11112 zum Kauterisieren oder Schneiden eines Gewebes, Verschließen eines Blutgefäßes oder dergleichen. Ein Pneumoperitoneumsgerät 11206 führt durch die Pneumoperitoneumsröhre 11111 Gas in eine Körperhöhle des Patienten 11132, um die Körperhöhle aufzublasen, damit das Sichtfeld des Endoskops 11100 sichergestellt ist und der Arbeitsraum für den Chirurgen sichergestellt ist. Eine Aufzeichnungseinrichtung 11207 ist ein Gerät, das in der Lage ist, verschiedene Arten von Information im Zusammenhang mit Chirurgie aufzuzeichnen. Ein Drucker 11208 ist ein Gerät, das in der Lage ist, verschiedene Arten von Information im Zusammenhang mit Chirurgie in verschiedenen Formen, etwa als einen Text, ein Bild oder eine Grafik, zu drucken.
  • Es ist anzumerken, dass das Lichtquellengerät 11203, das dem Endoskop 11100 Einstrahlungslicht zuführt, wenn eine zu operierende Region abzubilden ist, eine Weißlichtquelle umfassen kann, die beispielsweise eine LED, eine Laserlichtquelle oder eine Kombination daraus umfasst. Weist eine Weißlichtquelle eine Kombination aus roten, grünen und blauen (RGB) Laserlichtquellen auf, kann, da die Ausgabeintensität und die Ausgabezeit mit einem hohen Genauigkeitsgrad für jede Farbe (jede Wellenlänge) gesteuert werden kann, eine Einstellung des Weißabgleichs eines erfassten Bildes von dem Lichtquellengerät 11203 durchgeführt werden. Ferner wird in diesem Fall, wenn Laserstrahlen von den jeweiligen RGB-Laserlichtquellen zeitgetrennt auf ein Beobachtungsziel gestrahlt werden, das Ansteuern der Bilderfassungselemente des Kamerakopfs 11102 synchron zu den Einstrahlungszeiten gesteuert. Dann können Bilder, die den R-, G- und B-Farben einzeln entsprechen, auch zeitgetrennt erfasst werden. Gemäß diesem Verfahren kann ein Farbbild selbst dann erhalten werden, wenn keine Farbfilter für das Bilderfassungselement vorhanden sind.
  • Ferner kann das Lichtquellengerät 11203 derart gesteuert werden, dass die Intensität von auszugebendem Licht für jede vorbestimmte Zeit geändert wird. Durch Steuerung der Ansteuerung des Bilderfassungselements des Kamerakopfs 11102 synchron zu der Zeitsteuerung der Änderung der Intensität von Licht, um Bilder zeitgetrennt zu erlangen, und Synthese der Bilder kann ein Bild eines Hochdynamikbereichs frei von unterbelichteten verwischten Schatten und überbelichteten hellen Stellen erzeugt werden.
  • Ferner kann das Lichtquellengerät 11203 dafür konfiguriert sein, Licht eines vorbestimmten Wellenlängenbands zuzuführen, das für Speziallichtbeobachtung geeignet ist. Bei Speziallichtbeobachtung, beispielsweise durch Nutzung der Wellenlängenabhängigkeit der Absorption von Licht in einem Körpergewebe, um Licht eines schmalen Bands einzustrahlen, im Vergleich zu Einstrahlungslicht bei üblicher Beobachtung (und zwar Weißlicht), wird eine Schmalbandbeobachtung (Schmalbandbildaufnahme) der Abbildung eines vorbestimmten Gewebes, wie z. B. eines Blutgefäßes eines oberflächlichen Teils der Schleimhaut oder dergleichen, mit hohem Kontrast durchgeführt. Alternativ kann bei Speziallichtbeobachtung eine Fluoreszenzbeobachtung zum Erhalten eines Bildes aus Fluoreszenzlicht, das durch Einstrahlung von Anregungslicht erzeugt wird, durchgeführt werden. Bei Fluoreszenzbeobachtung ist es möglich, eine Beobachtung von Fluoreszenzlicht von einem Körpergewebe durch Strahlen von Anregungslicht auf das Körpergewebe (Autofluoreszenzbeobachtung) durchzuführen oder ein Fluoreszenzlichtbild durch lokales Injizieren eines Reagenz, wie z. B. Indocyaningrün (ICG), in ein Körpergewebe und Strahlen von Anregungslicht, das einer Fluoreszenzlichtwellenlänge des Reagenzes entspricht, auf das Körpergewebe zu erhalten. Das Lichtquellengerät 11203 kann dafür konfiguriert sein, derartiges schmalbandiges Licht und/oder Anregungslicht zuzuführen, das für Speziallichtbeobachtung, wie vorstehend beschrieben, geeignet ist.
  • 19 ist ein Blockdiagramm, das ein Beispiel für eine funktionale Konfiguration des Kamerakopfs 11102 und der CCU 11201 darstellt, die in 18 dargestellt sind.
  • Der Kamerakopf 11102 umfasst eine Linseneinheit 11401, eine Bilderfassungseinheit 11402, eine Ansteuereinheit 11403, eine Kommunikationseinheit 11404 und eine Kamerakopfsteuereinheit 11405. Die CCU 11201 umfasst eine Kommunikationseinheit 11411, eine Bildverarbeitungseinheit 11412 und eine Steuereinheit 11413. Der Kamerakopf 11102 und die CCU 11201 sind zur Kommunikation über ein Übertragungskabel 11400 miteinander verbunden.
  • Die Linseneinheit 11401 ist ein optisches System, das an einer Verbindungsstelle mit dem Objektivtubus 11101 angeordnet ist. Beobachtungslicht, das von einem distalen Ende des Objektivtubus 11101 genommen wird, wird zu dem Kamerakopf 11102 geführt und in die Linseneinheit 11401 eingebracht. Die Linseneinheit 11401 umfasst eine Kombination einer Mehrzahl von Linsen, die eine Zoomlinse und eine Fokussierlinse umfassen.
  • Die Anzahl von Bilderfassungselementen, die in der Bilderfassungseinheit 11402 enthalten sind, kann eins (Einzelplattentyp) oder eine Mehrzahl (Mehrplattentyp) sein. Wo die Bilderfassungseinheit 11402 beispielsweise als die vom Mehrplattentyp konfiguriert ist, werden Bildsignale, die jeweiligen R-, G- und B-Werten entsprechen, von den Bilderfassungselementen erzeugt und können die Bildsignale synthetisiert werden, um ein Farbbild zu erhalten. Die Bilderfassungseinheit 11402 kann auch derart konfiguriert sein, dass sie ein Paar Bilderfassungselemente zum Erlangen jeweiliger Bildsignale für das rechte Auge und das linke Auge für dreidimensionale (3-D) Anzeige hat. Wenn 3-D-Anzeige durchgeführt wird, kann die Tiefe eines lebenden Körpergewebes in einer zu operierenden Region von dem Chirurgen 11131 genauer erfasst werden. Es ist anzumerken, dass, wo die Bilderfassungseinheit 11402 als die vom stereoskopischen Typ konfiguriert ist, eine Mehrzahl von Systemen von Linseneinheiten 11401 den einzelnen Bilderfassungselementen entsprechend angeordnet ist.
  • Ferner muss die Bilderfassungseinheit 11402 nicht notwendigerweise an dem Kamerakopf 11102 angeordnet sein. Beispielsweise kann die Bilderfassungseinheit 11402 unmittelbar hinter der Objektivlinse im Inneren des Objektivtubus 11101 angeordnet sein.
  • Die Ansteuereinheit 11403 umfasst einen Aktor und bewegt die Zoomlinse und die Fokussierlinse der Linseneinheit 11401 unter der Steuerung der Kamerakopfsteuereinheit 11405 um einen vorbestimmten Abstand entlang einer optischen Achse. Folglich können die Vergrößerung und der Brennpunkt eines von der Bilderfassungseinheit 11402 erfassten Bildes in geeigneter Weise eingestellt werden.
  • Die Kommunikationseinheit 11404 umfasst ein Kommunikationsgerät zum Übertragen und Empfangen verschiedener Arten von Information an die und von der CCU 11201. Die Kommunikationseinheit 11404 überträgt ein Bildsignal, das von der Bilderfassungseinheit 11402 erlangt wird, als RAW-Daten über das Übertragungskabel 11400 an die CCU 11201.
  • Zusätzlich empfängt die Kommunikationseinheit 11404 ein Steuersignal zum Steuern der Ansteuerung des Kamerakopfs 11102 von der CCU 11201 und führt das Steuersignal der Kamerakopfsteuereinheit 11405 zu. Das Steuersignal umfasst Information, die sich auf Bilderfassungsbedingungen bezieht, wie beispielsweise Information, dass eine Bildfrequenz eines erfassten Bildes festgelegt ist, Information, dass ein Belichtungswert bei der Bilderfassung festgelegt ist, und/oder Information, dass eine Vergrößerung und ein Brennpunkt eines erfassten Bildes festgelegt sind.
  • Es ist anzumerken, dass die Bilderfassungsbedingungen, wie z. B. die Bildfrequenz, der Belichtungswert, die Vergrößerung oder der Brennpunkt, von dem Benutzer festgelegt werden können oder von der Steuereinheit 11413 der CCU 11201 auf Grundlage eines erlangten Bildsignals automatisch eingestellt werden können. Im letzteren Fall sind eine Funktion automatischer Belichtung (AE), eine Autofokus(AF)-Funktion und eine Funktion automatischen Weißabgleichs (AWB) in dem Endoskop 11100 integriert.
  • Die Kamerakopfsteuereinheit 11405 steuert das Ansteuern des Kamerakopfs 11102 auf Grundlage eines Steuersignals von der CCU 11201, das durch die Kommunikationseinheit 11404 empfangen wird.
  • Die Kommunikationseinheit 11411 umfasst ein Kommunikationsgerät zum Übertragen und Empfangen verschiedener Arten von Information an den und von dem Kamerakopf 11102. Die Kommunikationseinheit 11411 empfängt ein Bildsignal, das von dem Kamerakopf 11102 über das Übertragungskabel 11400 dorthin übertragen wird.
  • Ferner überträgt die Kommunikationseinheit 11411 ein Steuersignal zum Steuern der Ansteuerung des Kamerakopfs 11102 an den Kamerakopf 11102. Das Bildsignal und das Steuersignal können durch elektrische Kommunikation, optische Kommunikation oder dergleichen übertragen werden.
  • Die Bildverarbeitungseinheit 11412 führt verschiedene Bildprozesse für ein Bildsignal in der Form von RAW-Daten durch, die von dem Kamerakopf 11102 dorthin übertragen werden
  • Die Steuereinheit 11413 führt verschiedene Arten von Steuerung durch, die sich auf die Bilderfassung einer zu operierenden Region oder dergleichen durch das Endoskop 11100 und die Anzeige eines erfassten Bilds, das durch Bilderfassung der zu operierenden Region oder dergleichen erhalten wird, bezieht. Beispielsweise erzeugt die Steuereinheit 11413 ein Steuersignal zum Steuern der Ansteuerung des Kamerakopfs 11102.
  • Ferner steuert die Steuereinheit 11413 auf Grundlage eines Bildsignals, für das Bildprozesse von der Bildverarbeitungseinheit 11412 durchgeführt wurden, das Anzeigegerät 11202 so, dass es ein erfasstes Bild anzeigt, in dem die zu operierende Region oder dergleichen abgebildet wird. Daraufhin kann die Steuereinheit 11413 unter Verwendung verschiedener Bilderkennungstechnologien verschiedene Objekte in dem erfassten Bild erkennen. Beispielsweise kann die Steuereinheit 11413 ein chirurgisches Instrument, wie z. B. eine Zange, eine spezielle Region von lebendem Körpergewebe, Blutungen, Beschlag, wenn die Energievorrichtung 11112 verwendet wird, usw. durch Detektieren der Form, Farbe usw. von Rändern von Objekten in einem erfassten Bild erkennen. Die Steuereinheit 11413 kann, wenn sie das Anzeigegerät 11202 so steuert, dass es ein erfasstes Bild anzeigt, bewirken, dass verschiedene Arten von chirurgisch unterstützender Information in einer überlagernden Weise mit einem Bild der zu operierenden Region unter Verwendung eines Ergebnisses der Erkennung angezeigt werden. Wenn chirurgisch unterstützende Information in einer überlagernden Weise angezeigt und dem Chirurgen 11131 präsentiert wird, kann die Belastung für den Chirurgen 11131 verringert werden und kann der Chirurg 11131 mit Gewissheit mit dem Vorgang fortfahren.
  • Das Übertragungskabel 11400, das den Kamerakopf 11102 und die CCU 11201 miteinander verbindet, ist ein Kabel für elektrische Signale, das für die Kommunikation eines elektrischen Signals geeignet ist, eine optische Faser, die für optische Kommunikation geeignet ist, oder ein gemischtadriges Kabel, das für sowohl elektrische als auch optische Kommunikation geeignet ist.
  • Hier kann, während in dem dargestellten Beispiel Kommunikation durch drahtgebundene Kommunikation unter Verwendung des Übertragungskabels 11400 durchgeführt wird, die Kommunikation zwischen dem Kamerakopf 11102 und der CCU 11201 auch durch drahtlose Kommunikation durchgeführt werden.
  • Das Beispiel für ein System für endoskopische Chirurgie, auf das die Technologie gemäß der vorliegenden Offenbarung angewendet werden kann, wurde vorstehend beschrieben. Die Technologie gemäß der vorliegenden Offenbarung kann von den vorstehend beschriebenen Komponenten auf die Bilderfassungseinheit 11402 angewendet werden. Die Anwendung der Technologie gemäß der vorliegenden Offenbarung auf die Bilderfassungseinheit 11402 erhöht die Detektionsgenauigkeit.
  • Es ist anzumerken, dass hier das System für endoskopische Chirurgie als ein Beispiel beschrieben wurde, die Technologie gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung aber zusätzlich auch auf z. B. ein System für mikroskopische Chirurgie und dergleichen angewendet werden kann.
  • (Beispiel für praktische Anwendung auf einen mobilen Körper)
  • Die Technologie gemäß der vorliegenden Offenbarung ist auf eine Vielzahl von Produkten anwendbar. Beispielsweise kann die Technologie gemäß der vorliegenden Offenbarung als eine Vorrichtung erreicht werden, die an einem mobilen Körper jeglichen Typs zu montieren ist, wie z. B. einem Fahrzeug, einem Elektrofahrzeug, einem Hybrid-Elektrofahrzeug, einem Motorrad, einem Fahrrad, einer Vorrichtung persönlicher Mobilität, einem Flugzeug, einer Drohne, einem Schiff, einem Roboter, einer Baumaschine oder einer landwirtschaftlichen Maschine (Traktor).
  • 20 ist ein Blockdiagramm, das ein Beispiel für eine schematische Konfiguration eines Fahrzeugsteuersystems als ein Beispiel für ein Steuersystem eines mobilen Körpers darstellt, auf das die Technologie gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung angewendet werden kann.
  • Das Fahrzeugsteuersystem 12000 umfasst eine Mehrzahl elektronischer Steuereinheiten, die über ein Kommunikationsnetzwerk 12001 miteinander verbunden sind. In dem in 20 dargestellten Beispiel umfasst das Fahrzeugsteuersystem 12000 eine Antriebssystemsteuereinheit 12010, eine Karosseriesystemsteuereinheit 12020, eine Einheit 12030 zum Detektieren von Informationen außerhalb des Fahrzeugs, eine Einheit 12040 zum Detektieren von Informationen innerhalb des Fahrzeugs und eine integrierte Steuereinheit 12050. Zusätzlich sind ein Mikrocomputer 12051, ein Ton-/Bildausgabeabschnitt 12052 und eine fahrzeugmontierte Netzwerkschnittstelle (I/F) 12053 als eine funktionale Konfiguration der integrierten Steuereinheit 12050 dargestellt.
  • Die Antriebssystemsteuereinheit 12010 steuert den Betrieb von Vorrichtungen, die mit dem Antriebssystem des Fahrzeugs in Zusammenhang stehen, gemäß verschiedenen Arten von Programmen. Beispielsweise dient die Antriebssystemsteuereinheit 12010 als eine Steuervorrichtung für eine Antriebskrafterzeugungsvorrichtung zum Erzeugen der Antriebskraft des Fahrzeugs, wie z. B. einen Verbrennungsmotor, einen Antriebsmotor oder dergleichen, einen Antriebskraftübertragungsmechanismus zum Übertragen der Antriebskraft auf Räder, einen Lenkmechanismus zum Einstellen des Lenkwinkels des Fahrzeugs, eine Bremsvorrichtung zum Erzeugen der Bremskraft des Fahrzeugs und dergleichen.
  • Die Karosseriesystemsteuereinheit 12020 steuert den Betrieb verschiedener Arten von Vorrichtungen, die in einer Fahrzeugkarosserie angeordnet sind, gemäß verschiedenen Arten von Programmen. Beispielsweise dient die Karosseriesystemsteuereinheit 12020 als eine Steuervorrichtung für ein System mit schlüssellosem Zugang, ein System mit intelligentem Schlüssel, eine elektrische Fensterhebervorrichtung oder verschiedene Arten von Leuchten wie z. B. einen Scheinwerfer, einen Rückfahrscheinwerfer, eine Bremsleuchte, einen Fahrtrichtungsanzeiger, eine Nebelleuchte oder dergleichen. In diesem Fall können Funkwellen, die von einer mobilen Vorrichtung übertragen werden, als eine Alternative zu einem Schlüssel oder Signale verschiedener Arten von Schaltern in die Karosseriesystemsteuereinheit 12020 eingegeben werden. Die Karosseriesystemsteuereinheit 12020 empfängt diese eingegebenen Funkwellen oder Signale und steuert eine Türverriegelungsvorrichtung, die elektrische Fensterhebervorrichtung, die Leuchten oder dergleichen des Fahrzeugs.
  • Die Einheit 12030 zum Detektieren von Informationen außerhalb des Fahrzeugs detektiert Informationen von außerhalb des Fahrzeugs, das das Fahrzeugsteuersystem 12000 umfasst. Beispielsweise ist die Einheit 12030 zum Detektieren von Informationen außerhalb des Fahrzeugs mit einem Bildaufnahmeabschnitt 12031 verbunden. Die Einheit 12030 zum Detektieren von Informationen außerhalb des Fahrzeugs veranlasst den Bildaufnahmeabschnitt 12031 dazu, ein Bild von außerhalb des Fahrzeugs abzubilden, und empfängt das aufgenommene Bild. Auf Grundlage des empfangenen Bildes kann die Einheit 12030 zum Detektieren von Informationen außerhalb des Fahrzeugs eine Verarbeitung der Detektion eines Objekts, wie z. B. eines Menschen, eines Fahrzeugs, eines Hindernisses, eines Schilds, eines Zeichens auf einer Fahrbahnoberfläche oder dergleichen, oder eine Verarbeitung der Detektion eines Abstands dazu durchführen.
  • Der Bildaufnahmeabschnitt 12031 ist ein optischer Sensor, der Licht empfängt und der ein elektrisches Signal ausgibt, das einer empfangenen Lichtmenge des Lichts entspricht. Der Bildaufnahmeabschnitt 12031 kann das elektrische Signal als ein Bild ausgeben oder kann das elektrische Signal als Information über einen gemessenen Abstand ausgeben. Zusätzlich kann das Licht, das von dem Bildaufnahmeabschnitt 12031 empfangen wird, sichtbares Licht sein oder kann nicht sichtbares Licht, wie z. B. Infrarotstrahlen oder dergleichen, sein.
  • Die Einheit 12040 zum Detektieren von Informationen innerhalb des Fahrzeugs detektiert Informationen über das Innere des Fahrzeugs. Die Einheit 12040 zum Detektieren von Informationen innerhalb des Fahrzeugs ist beispielsweise mit einem Fahrerzustandsdetektionsabschnitt 12041 verbunden, der den Zustand eines Fahrers detektiert. Der Fahrerzustandsdetektionsabschnitt 12041 umfasst beispielsweise eine Kamera, die den Fahrer abbildet. Auf Grundlage von Detektionsinformation, die von dem Fahrerzustandsdetektionsabschnitt 12041 eingegeben wird, kann die Einheit 12040 zum Detektieren von Informationen innerhalb des Fahrzeugs einen Grad der Müdigkeit des Fahrers oder einen Grad der Konzentration des Fahrers berechnen oder kann bestimmen, ob der Fahrer döst.
  • Der Mikrocomputer 12051 kann einen Steuersollwert für die Antriebskrafterzeugungsvorrichtung, den Lenkmechanismus oder die Bremsvorrichtung auf Grundlage der Informationen über das Innere oder das Äußere des Fahrzeugs berechnen, wobei die Informationen durch die Einheit 12030 zum Detektieren von Informationen außerhalb des Fahrzeugs oder die Einheit 12040 zum Detektieren von Informationen innerhalb des Fahrzeugs erhalten werden, und einen Steuerbefehl an die Antriebssystemsteuereinheit 12010 ausgeben. Beispielsweise kann der Mikrocomputer 12051 kooperative Steuerung durchführen, die dafür vorgesehen ist, Funktionen eines Fahrerassistenzsystems (ADAS) zu implementieren, wobei die Funktionen Kollisionsvermeidung oder Aufprallminderung für das Fahrzeug, Nachfolgefahren auf Grundlage eines Folgeabstands, Fahren unter Beibehaltung einer Fahrzeuggeschwindigkeit, Warnung vor einer Kollision des Fahrzeugs, Warnung vor einem Abweichen des Fahrzeugs von einer Fahrspur oder dergleichen aufweisen.
  • Zusätzlich kann der Mikrocomputer 12051 kooperative Steuerung, die für autonomes Fahren vorgesehen ist, die das Fahrzeug dazu veranlasst, autonom zu fahren, ohne von der Bedienung des Fahrers oder dergleichen abhängig zu sein, durch Steuern der Antriebskrafterzeugungsvorrichtung, des Lenkmechanismus, der Bremsvorrichtung oder dergleichen auf Grundlage der Informationen über das Äußere oder das Innere des Fahrzeugs durchführen, wobei die Informationen von der Einheit 12030 zum Detektieren von Informationen außerhalb des Fahrzeugs oder der Einheit 12040 zum Detektieren von Informationen innerhalb des Fahrzeugs erhalten werden.
  • Zusätzlich kann der Mikrocomputer 12051 einen Steuerbefehl an die Karosseriesystemsteuereinheit 12020 auf Grundlage der Informationen über das Äußere des Fahrzeugs ausgeben, wobei die Informationen von der Einheit 12030 zum Detektieren von Informationen außerhalb des Fahrzeugs erhalten werden. Beispielsweise kann der Mikrocomputer 12051 kooperative Steuerung, die dafür vorgesehen ist, Blenden zu vermeiden, durch Steuern des Scheinwerfers so, dass beispielsweise von Aufblendlicht zu Abblendlicht gewechselt wird, gemäß der Position eines vorausfahrenden Fahrzeugs oder eines entgegenkommenden Fahrzeugs durchführen, die von der Einheit 12030 zum Detektieren von Informationen außerhalb des Fahrzeugs detektiert wird.
  • Der Ton-/Bildausgabeabschnitt 12052 überträgt ein Ausgangsignal eines Tons und/oder eines Bildes an eine Ausgabevorrichtung, die in der Lage ist, Informationen an einen Insassen des Fahrzeugs oder das Äußere des Fahrzeugs visuell oder auditiv mitzuteilen. In dem Beispiel von 20 sind ein Audiolautsprecher 12061, ein Anzeigeabschnitt 12062 und ein Armaturenbrett 12063 als die Ausgabevorrichtung dargestellt. Der Anzeigeabschnitt 12062 kann beispielsweise ein On-Board-Display und/oder ein Head-up-Display aufweisen.
  • 21 ist ein Diagramm, das ein Beispiel für die Einbauposition des Bildaufnahmeabschnitts 12031 darstellt.
  • In 21 umfasst der Bildaufnahmeabschnitt 12031 Bildaufnahmeabschnitte 12101, 12102, 12103, 12104 und 12105.
  • Die Bildaufnahmeabschnitte 12101, 12102, 12103, 12104 und 12105 sind beispielsweise an Positionen an einer Fahrzeugfront, Seitenspiegeln, einer hinteren Stoßstange und einer Hecktür des Fahrzeugs 12100 sowie an einer Position an einem oberen Teil einer Windschutzscheibe im Innenraum des Fahrzeugs angeordnet. Der Bildaufnahmeabschnitt 12101, der an der Fahrzeugfront angeordnet ist, und der Bildaufnahmeabschnitt 12105, der an dem oberen Teil der Windschutzscheibe im Innenraum des Fahrzeugs angeordnet ist, erhalten hauptsächlich ein Bild der Front des Fahrzeugs 12100. Die Bildaufnahmeabschnitte 12102 und 12103, die an den Seitenspiegeln angeordnet sind, erhalten hauptsächlich ein Bild der Seiten des Fahrzeugs 12100. Der Bildaufnahmeabschnitt 12104, der an der hinteren Stoßstange oder der Hecktür angeordnet ist, erhält hauptsächlich ein Bild der Rückseite des Fahrzeugs 12100. Der Bildaufnahmeabschnitt 12105, der an dem oberen Teil der Windschutzscheibe im Innenraum des Fahrzeugs angeordnet ist, wird hauptsächlich dafür verwendet, ein vorausfahrendes Fahrzeug, einen Fußgänger, ein Hindernis, ein Signal, ein Verkehrszeichen, eine Fahrspur oder dergleichen zu detektieren.
  • 21 stellt im Übrigen ein Beispiel für Photographierbereiche der Bildaufnahmeabschnitte 12101 bis 12104 dar. Ein Bildaufnahmebereich 12111 stellt den Bildaufnahmebereich des Bildaufnahmeabschnitts 12101 dar, der an der Fahrzeugfront angeordnet ist. Die Bildaufnahmebereiche 12112 und 12113 stellen die Bildaufnahmebereiche der Bildaufnahmeabschnitte 12102 bzw. 12103 dar, die an den Seitenspiegeln angeordnet sind. Ein Bildaufnahmebereich 12114 stellt den Bildaufnahmebereich des Bildaufnahmeabschnitts 12104 dar, der an der hinteren Stoßstange oder der Hecktür angeordnet ist. Ein Vogelperspektivenbild des Fahrzeugs 12100 von oben betrachtet wird beispielsweise durch Überlagern von Bilddaten erhalten, die von den Bildaufnahmeabschnitten 12101 bis 12104 aufgenommen werden.
  • Mindestens einer der Bildaufnahmeabschnitte 12101 bis 12104 kann eine Funktion des Erhaltens von Abstandsinformation haben. Beispielsweise kann mindestens einer der Bildaufnahmeabschnitte 12101 bis 12104 eine Stereokamera sein, die aus einer Mehrzahl von Bildaufnahmeelementen gebildet ist, oder kann ein Bildaufnahmeelement mit Pixeln zur Phasendifferenzdetektion sein.
  • Beispielsweise kann der Mikrocomputer 12051 einen Abstand zu jedem dreidimensionalen Objekt innerhalb der Bildaufnahmebereiche 12111 bis 12114 und eine zeitliche Änderung des Abstands (relative Geschwindigkeit bezüglich des Fahrzeugs 12100) auf Grundlage der Abstandsinformation, die von den Bildaufnahmeabschnitten 12101 bis 12104 erhalten wird, bestimmen und dadurch, als ein vorausfahrendes Fahrzeug, ein nächstgelegenes dreidimensionales Objekt extrahieren, das sich insbesondere auf einem Fortbewegungsweg des Fahrzeugs 12100 befindet und das sich mit einer vorbestimmten Geschwindigkeit (beispielsweise gleich oder mehr 0 km/Stunde) in im Wesentlichen die gleiche Richtung bewegt wie das Fahrzeug 12100. Ferner kann der Mikrocomputer 12051 einen beizubehaltenden Folgeabstand zu einem vorausfahrenden Fahrzeug im Voraus einstellen und automatische Bremssteuerung (umfassend Folgestoppsteuerung), automatische Beschleunigungssteuerung (umfassend Folgestartsteuerung) oder dergleichen durchführen. Somit ist es möglich, kooperative Steuerung durchzuführen, die für autonomes Fahren vorgesehen ist, die das Fahrzeug dazu veranlasst, autonom zu fahren, ohne von der Bedienung des Fahrers oder dergleichen abhängig zu sein.
  • Beispielsweise kann der Mikrocomputer 12051 dreidimensionale Objektdaten über dreidimensionale Objekte in dreidimensionale Objektdaten eines zweirädrigen Fahrzeugs, eines Fahrzeugs mit Standardgröße, eines Großfahrzeugs, eines Fußgängers, eines Strommasten und anderer dreidimensionaler Objekte auf Grundlage der Abstandsinformation klassifizieren, die von den Bildaufnahmeabschnitten 12101 bis 12104 erhalten wird, die klassifizierten dreidimensionalen Objektdaten extrahieren und die extrahierten dreidimensionalen Objektdaten zur automatischen Umgehung eines Hindernisses verwenden. Beispielsweise identifiziert der Mikrocomputer 12051 Hindernisse um das Fahrzeug 12100 herum als Hindernisse, die der Fahrer des Fahrzeugs 12100 visuell erkennen kann, und Hindernisse, die für den Fahrer des Fahrzeugs 12100 schwer visuell zu erkennen sind. Dann bestimmt der Mikrocomputer 12051 ein Kollisionsrisiko, das ein Risiko einer Kollision mit jedem Hindernis angibt. In einer Situation, in der das Kollisionsrisiko gleich oder höher als ein eingestellter Wert ist und somit eine Möglichkeit der Kollision besteht, gibt der Mikrocomputer 12051 mittels des Audiolautsprechers 12061 oder des Anzeigeabschnitts 12062 eine Warnung an den Fahrer aus und führt mittels der Antriebssystemsteuereinheit 12010 ein erzwungenes Abbremsen oder ein Umgehungslenken durch. Der Mikrocomputer 12051 kann dadurch beim Fahren so unterstützen, dass eine Kollision vermieden wird.
  • Mindestens einer der Bildaufnahmeabschnitte 12101 bis 12104 kann eine Infrarotkamera sein, die Infrarotstrahlen detektiert. Der Mikrocomputer 12051 kann beispielsweise einen Fußgänger durch Bestimmen erkennen, ob in aufgenommenen Bildern der Bildaufnahmeabschnitte 12101 bis 12104 ein Fußgänger vorhanden ist oder nicht. Eine derartige Erkennung eines Fußgängers wird beispielsweise durch einen Vorgang des Extrahierens charakteristischer Punkte in den aufgenommenen Bildern der Bildaufnahmeabschnitte 12101 bis 12104 als Infrarotkameras und einen Vorgang des Bestimmens, ob es sich um den Fußgänger handelt oder nicht, durch Durchführen von Musterabgleichsverarbeitung an einer Reihe charakteristischer Punkte, die die Kontur des Objekts darstellen, durchgeführt. Wenn der Mikrocomputer 12051 bestimmt, dass in den aufgenommenen Bildern der Bildaufnahmeabschnitte 12101 bis 12104 ein Fußgänger vorhanden ist, und den Fußgänger somit erkennt, steuert der Ton-/Bildausgabeabschnitt 12052 den Anzeigeabschnitt 12062 so, dass eine viereckige Konturlinie zur Hervorhebung derart angezeigt wird, dass sie über den erkannten Fußgänger gelegt wird. Der Ton-/Bildausgabeabschnitt 12052 kann den Anzeigeabschnitt 12062 auch so steuern, dass ein Symbol oder dergleichen, das den Fußgänger darstellt, an einer gewünschten Position angezeigt wird.
  • <4. Arbeitsbeispiele>
  • Als Nächstes werden Arbeitsbeispiele der vorliegenden Offenbarung ausführlich beschrieben. Ein Bildaufnahmeelement mit der in 22 dargestellten Querschnittskonfiguration wurde wie nachstehend beschrieben als eine Vorrichtungsprobe hergestellt und seine Vorrichtungseigenschaften wurden ausgewertet.
  • (Versuchsbeispiel 1)
  • Ein ITO-Film mit einer Dicke von 100 nm wurde durch Verwendung eines Sputter-Geräts auf einem Quarzsubstrat hergestellt. Der ITO-Film wurde durch Photolithographie und Ätzen strukturiert, um eine ITO-Elektrode (untere Elektrode 21) zu bilden. Anschließend wurde das mit der ITO-Elektrode versehene Quarzsubstrat durch UV/Ozon-Behandlung gereinigt. Danach wurde das Quarzsubstrat in eine Vakuumverdampfungsmaschine eingebracht und wurden organische Schichten unter einem reduzierten Druck von 1 × 10-5 Pa oder weniger während des Drehens eines Substrathalters übereinander auf dem Quarzsubstrat gestapelt. Zuerst wurde auf der unteren Elektrode 21 durch Verwendung des durch die folgende Formel (1) dargestellten NDI-35 bei einer Substrattemperatur von 0° C eine Lochsperrschicht 24A mit einer Dicke von 10 nm gebildet. Als Nächstes wurden Filme des durch die folgende Formel (2) dargestellten F6-OPh-26F2, des durch die folgende Formel (3) dargestellten BP-rBDT, und eines Fullerens C60 bei einer Substrattemperatur von 40° C mit Filmbildungsraten von 0,50 Ä/Sekunde, 0,50 Å/Sekunde bzw. 0,25 Å/Sekunde gebildet, um eine Dicke von 230 nm als eine Mischschicht bereitzustellen und die Schicht 24 für photoelektrische Umwandlung zu bilden. Anschließend wurde bei einer Substrattemperatur von 0° C ein Film des durch die folgende Formel (4) dargestellten PC-ID mit einer Dicke von 10 nm gebildet und wurde eine Elektronensperrschicht 24B gebildet. Danach wurde ein Film des durch die folgende Formel (5) dargestellten HATCN mit einer Dicke von 10 nm gebildet und wurde die Arbeitsfunktionsanpassungsschicht 25 gebildet. Als Nächstes wurde ein Film des durch die folgende Formel (1) dargestellten NDI-35 mit einer Dicke von 2 nm gebildet und wurde die Elektroneninjektionsförderschicht 26 gebildet. Schließlich wurde das Quarzsubstrat in ein Sputter-Gerät eingebracht. Auf der Elektroneninjektionsförderschicht 26 wurde ein ITO-Film mit einer Dicke von 50 nm gebildet und die obere Elektrode 27 wurde gebildet. Eine Probe (Versuchsbeispiel 1) mit einer Region für photoelektrische Umwandlung von 1 mm × 1 mm wurde in dem vorstehend beschriebenen Verfahren hergestellt. Die hergestellte Probe wurde einer Temperbehandlung bei 150° C für 210 Minuten in einer Stickstoffatmosphäre (N2) unterzogen.
    Figure DE112021000744T5_0001
    Figure DE112021000744T5_0002
  • (Versuchsbeispiel 2)
  • In einem Versuchsbeispiel 2 wurde eine Vorrichtungsprobe (Versuchsbeispiel 2) durch Verwendung eines Verfahrens ähnlich dem des Versuchsbeispiels 1 hergestellt mit der Ausnahme, dass die Elektroneninjektionsförderschicht 26 nicht gebildet wurde.
  • (Versuchsbeispiel 3)
  • In einem Versuchsbeispiel 3 wurde ein Verfahren ähnlich dem des Versuchsbeispiels 1 zur Herstellung einer Vorrichtungsprobe (Versuchsbeispiel 3) verwendet mit der Ausnahme, dass die Schicht 24 für photoelektrische Umwandlung durch Bilden von Filmen aus dem durch die vorstehend beschriebene Formel (3) dargestellten BP-rBDT und einem Fulleren C60 bei einer Substrattemperatur von 40°C mit Filmbildungsraten von 0,50 Å/Sekunde bzw. 0,50 Å/Sekunde gebildet wurde, um eine Dicke von 230 nm als eine Mischschicht bereitzustellen.
  • (Versuchsbeispiel 4)
  • In einem Versuchsbeispiel 4 wurde eine Vorrichtungsprobe (Versuchsbeispiel 4) durch Verwendung eines Verfahrens ähnlich dem des Versuchsbeispiels 3 hergestellt mit der Ausnahme, dass die Elektroneninjektionsförderschicht 26 nicht gebildet wurde.
  • (Versuchsbeispiel 5)
  • In einem Versuchsbeispiel 5 wurde ein Verfahren ähnlich dem des Versuchsbeispiels 1 zur Herstellung einer Vorrichtungsprobe (Versuchsbeispiel 5) verwendet mit der Ausnahme, dass die Elektroneninjektionsförderschicht 26 durch Verwendung des durch die folgende Formel (6) dargestellten CzBDF mit einer Dicke von 2 nm gebildet wurde.
    Figure DE112021000744T5_0003
    Figure DE112021000744T5_0004
  • (Versuchsbeispiel 6)
  • In einem Versuchsbeispiel 6 wurde ein Verfahren ähnlich dem des Versuchsbeispiels 1 zur Herstellung einer Vorrichtungsprobe (Versuchsbeispiel 6) verwendet mit der Ausnahme, dass die Elektroneninjektionsförderschicht 26 durch Verwendung des durch die folgende Formel (7) dargestellten NBphen mit einer Dicke von 2 nm gebildet wurde.
    Figure DE112021000744T5_0005
  • (Versuchsbeispiel 7)
  • In einem Versuchsbeispiel 7 wurde ein Verfahren ähnlich dem des Versuchsbeispiels 1 zur Herstellung einer Vorrichtungsprobe (Versuchsbeispiel 7) verwendet mit der Ausnahme, dass die Elektroneninjektionsförderschicht 26 durch Verwendung des durch die folgende Formel (8) dargestellten BCP mit einer Dicke von 2 nm gebildet wurde.
    Figure DE112021000744T5_0006
  • (Versuchsbeispiel 8)
  • In einem Versuchsbeispiel 8 wurde ein ähnliches Verfahren wie in Versuchsbeispiel 1 zur Herstellung einer Vorrichtungsprobe (Versuchsbeispiel 8) verwendet mit der Ausnahme, dass die Elektroneninjektionsförderschicht 26 durch Verwendung von LiF mit einer Dicke von 2 nm gebildet wurde.
  • Die Energieniveaus der Elektroneninjektionsförderschichten 26, die in den vorstehend beschriebenen Versuchsbeispielen 1 bis 8 gebildet wurden, wurden durch Verwendung der folgenden Auswertungsverfahren analysiert. Ferner wurden die Dunkelströme, die externe Quantenausbeute (EQE) und die Photoresponsivität der entsprechenden Vorrichtungsproben in den Versuchsbeispielen 1 bis 6 ausgewertet. Diese sind in Tabelle 1 tabellarisch aufgeführt.
  • (Auswertung des Energieniveaus)
  • Eine Probe, bei der ein ITO-Film und ein einzelner Film jedes der zu messenden Materialien auf einem Quarzsubstrat gebildet wurden, wurde gebildet und die entsprechenden Energieniveaus wurden durch Verwendung von UPS und LEIPS erhalten.
  • (Auswertung von Dunkelströmen)
  • Als die Auswertung der Dunkelströme wurde ein Stromwert gemessen, der in einem Dunkelzustand in einem Fall erhalten wurde, in dem eine zwischen Elektroden eines Elements für photoelektrische Umwandlung anzulegende Vorspannung durch Verwendung eines Halbleiterparameteranalysators gesteuert wird und eine an die untere Elektrode 21 anzulegende Spannung im Vergleich zu der oberen Elektrode 27 auf-2,6 V eingestellt wurde.
  • (Auswertung der Effizienz der externen photoelektrischen Umwandlung)
  • Als die Auswertung der Effizienz der externen photoelektrischen Umwandlung wurde die effektive Anzahl von Ladungsträgern durch Subtraktion eines Dunkelstromwerts von einem Lichtstromwert erhalten, der in einem Fall erhalten wurde, in dem eine Vorrichtungsprobe mit 1,62 µW/cm2 Licht mit einer Wellenlänge von 560 nm von einer Lichtquelle durch ein Filter bestrahlt wurde, eine zwischen Elektroden einer Vorrichtungsprobe anzulegende Vorspannung durch Verwendung eines Halbleiterparameteranalysators gesteuert wurde und eine an die untere Elektrode 21 anzulegende Spannung im Vergleich zu der oberen Elektrode 27 auf 2,6 V eingestellt wurde. Die Effizienz der externen photoelektrischen Umwandlung wurde durch Dividieren dieser durch die Anzahl von einfallenden Photonen berechnet. Die Kennwerte in dem Versuchsbeispiel 2 wurden zum relativen Vergleich auf 1 normiert.
  • (Auswertung der Photoresponsivität)
  • Als die Auswertung der Photoresponsivität wurden nach der Lichteinstrahlung abnehmende Stromwerte in einem Fall gemessen, in dem eine zwischen Elektroden einer Vorrichtungsprobe anzulegende Vorspannung durch Verwendung eines Halbleiterparameteranalysators gesteuert und eine an die untere Elektrode 21 anzulegende Spannung im Vergleich zu der oberen Elektrode 27 auf 2,6 V eingestellt wurde. Nach der Lichteinstrahlung werden die Stromwerte für 1 ms bis 110 ms nach Blockieren des Lichts integriert und als relative Werte ausgewertet. Ein kleinerer Zahlenwert bedeutet eine günstigere Photoresponsivität.
  • [Tabelle 1]
    Vorrichtungsstruktur Elektroneninjektionsförderschicht Lückenzustand /HOMO Int. B/A B/A' b/a b/a' normierter Dunkelstrom (A/cm2) normierte EOE (%) Photoresponsivität
    Versuchsbeispiel 1 grün OPD NDI35 2×10-3 7,2 9,0 5,4 19 1,50 1,04 0,77
    Versuchsbeispiel 2 grün OPD keine - - - - - 1,00 1,00 1,00
    Versuchsbeispiel 3 blau OPD NDI35 2×10-3 7,2 9,0 5,4 19 6,65 0,46 0,34
    Versuchsbeispiel 4 blau OPD keine - - - - - 0,37 0,43 0,66
    Versuchsbeispiel 5 grün OPD CzBDF 2×10-5 1,4 1,0 0,5 0,4 0,69 1,03 1,37
    Versuchsbeispiel 6 grün OPD NBPhen 3.7×10-4 1,8 1,3 3,4 2,0 1,10 0,96 0,85
    Versuchsbeispiel 7 grün OPD BCP 2×10-4 1,6 1,1 3,0 1,7 1,14 0,96 0,90
    Versuchsbeispiel 8 grün OPD LiF 4×10-4 6,1 6,1 30 30 0,90 0,98 0,50
  • Wie aus Tabelle 1 ersichtlich ist, wird die Photoresponsivität im Fall eines Niveaus in der Bandlücke mit einer Zustandsdichte von mehr als 1/10000 im Vergleich zu dem HOMO-Niveau tendenziell verbessert. Ferner wird die Photoresponsivität tendenziell verbessert, wenn die Werte von B/A, B/A', a/b und a/b' größer sind.
  • Obwohl die Beschreibung mit Bezugnahme auf die Ausführungsform und die Arbeitsbeispiele und die Anwendungsbeispiele und die praktischen Anwendungsbeispiele gegeben wurde, ist der Inhalt der vorliegenden Offenbarung nicht auf die vorstehend beschriebene Ausführungsform und dergleichen beschränkt. Eine Vielzahl von Modifikationen ist möglich. In der vorstehend beschriebenen Ausführungsform weist ein Bildaufnahmeelement z. B. eine Konfiguration auf, in der der organische Abschnitt 20 für photoelektrische Umwandlung, der grünes Licht detektiert, und die anorganischen Abschnitte 32B und 32R für photoelektrische Umwandlung, die blaues bzw. rotes Licht detektieren, gestapelt sind. Der Inhalt der vorliegenden Offenbarung ist jedoch nicht auf eine solche Struktur beschränkt. Mit anderen Worten kann der organische Abschnitt für photoelektrische Umwandlung das rote Licht oder das blaue Licht detektieren oder können die anorganischen Abschnitte für photoelektrische Umwandlung jeweils das grüne Licht detektieren.
  • Ferner ist die Anzahl dieser organischen Abschnitte für photoelektrische Umwandlung und anorganischen Abschnitte für photoelektrische Umwandlung oder deren Anteil davon nicht beschränkt. Es können zwei oder mehr organische Abschnitte für photoelektrische Umwandlung vorhanden sein oder es können Farbsignale einer Mehrzahl von Farben allein mit dem organischen Abschnitt für photoelektrische Umwandlung erhalten werden.
  • Ferner wurde in der vorstehend beschriebenen Ausführungsform das Beispiel beschrieben, bei dem die zwei Elektroden der Ausleseelektrode 21A und der Akkumulationselektrode 21B als eine Mehrzahl von Elektroden in der unteren Elektrode 21 enthalten sind, aber es können zusätzlich drei oder vier oder mehr Elektroden, wie z. B. eine Transferelektrode oder eine Entladungselektrode, angeordnet sein.
  • Ferner wurde in der vorstehend beschriebenen Ausführungsform das Beispiel beschrieben, in dem die untere Elektrode 21 durch Verwendung einer Mehrzahl von Elektroden gebildet wird. Mit der vorliegenden Technologie kann jedoch auch ein Bildaufnahmeelement mit einer unteren Elektrode, die nur eine Elektrode umfasst, eine ähnliche Wirkung erzielen.
  • Es ist anzumerken, dass die hierin beschriebenen Wirkungen lediglich Beispiele sind, jedoch nicht einschränkend sind. Zusätzlich kann es auch andere Wirkungen geben.
  • Es ist anzumerken, dass die vorliegende Offenbarung die nachstehenden Konfigurationen haben kann. Bei der vorliegenden Technologie mit den nachstehenden Konfigurationen ist die erste Halbleiterschicht zwischen der zweiten Elektrode und der organischen Schicht angeordnet. Die zweite Elektrode ist derart angeordnet, dass sie der ersten Elektrode gegenüberliegt, wobei die organische Schicht dazwischen angeordnet ist. Die organische Schicht umfasst mindestens die Schicht für photoelektrische Umwandlung. Die erste Halbleiterschicht umfasst mindestens eine der kohlenstoffhaltigen Verbindung oder der anorganischen Verbindung. Die kohlenstoffhaltige Verbindung hat eine größere Elektronenaffinität als die Arbeitsfunktion der ersten Elektrode. Die anorganische Verbindung hat eine größere Arbeitsfunktion als die Arbeitsfunktion der ersten Elektrode. Ferner stellt die vorliegende Technologie mit den nachstehenden Konfigurationen die zweite Halbleiterschicht zwischen der zweiten Elektrode und der ersten Halbleiterschicht bereit. Die zweite Halbleiterschicht hat den Absolutwert B der Differenz zwischen dem HOMO-Niveau und dem Fermi-Niveau der zweiten Elektrode oder hat nahe dem Fermi-Niveau das Niveau in der Bandlücke mit einer Zustandsdichte von 1/10000 oder mehr im Vergleich zu dem HOMO-Niveau. Der Absolutwert B ist größer oder gleich dem Absolutwert A der Differenz zwischen dem ersten LUMO-Niveau und dem Fermi-Niveau. Das erste LUMO-Niveau wird von der optischen Bandlücke berechnet. Dies fördert die Injektion von Elektronen von der zweiten Elektrode in die erste Halbleiterschicht und ermöglicht eine Erhöhung der Photoresponsivität.
    • (1) Bildaufnahmeelement, umfassend:
      • eine erste Elektrode;
      • eine zweite Elektrode, die derart angeordnet ist, dass sie der ersten Elektrode gegenüberliegt;
      • eine organische Schicht, die zwischen der ersten Elektrode und der zweiten Elektrode angeordnet ist, wobei die organische Schicht mindestens eine Schicht für photoelektrische Umwandlung umfasst;
      • eine erste Halbleiterschicht, die zwischen der zweiten Elektrode und der organischen Schicht angeordnet ist, wobei die erste Halbleiterschicht mindestens eine von einer kohlenstoffhaltigen Verbindung oder einer anorganischen Verbindung umfasst, wobei die kohlenstoffhaltige Verbindung eine größere Elektronenaffinität als eine Arbeitsfunktion der ersten Elektrode hat, wobei die anorganische Verbindung eine größere Arbeitsfunktion als die Arbeitsfunktion der ersten Elektrode hat; und
      • eine zweite Halbleiterschicht, die zwischen der zweiten Elektrode und der ersten Halbleiterschicht angeordnet ist, wobei die zweite Halbleiterschicht einen Absolutwert B einer Differenz zwischen einem HOMO(höchsten besetzten Molekülorbital)-Niveau und einem Fermi-Niveau der zweiten Elektrode hat oder nahe dem Fermi-Niveau ein Niveau in der Bandlücke mit einer Zustandsdichte von 1/10000 oder mehr im Vergleich zu dem HOMO-Niveau hat, wobei der Absolutwert B größer oder gleich einem Absolutwert A einer Differenz zwischen einem ersten LUMO(niedrigsten unbesetzten Molekülorbital)-Niveau und dem Fermi-Niveau ist, wobei das erste LUMO-Niveau aus einer optischen Bandlücke berechnet wird.
    • (2) Bildaufnahmeelement gemäß (1), bei dem der Absolutwert B der Differenz zwischen dem HOMO-Niveau der zweiten Halbleiterschicht und dem Fermi-Niveau größer als ein Absolutwert A' einer Differenz zwischen einem zweiten LUMO-Niveau und dem Fermi-Niveau ist.
    • (3) Bildaufnahmeelement gemäß (1) oder (2), bei dem ein Absolutwert b einer Differenz zwischen dem HOMO-Niveau und dem Niveau in der Bandlücke der zweiten Halbleiterschicht zwei oder mehr Mal so groß ist wie ein Absolutwert a einer Differenz zwischen dem ersten LUMO-Niveau und dem Niveau in der Bandlücke.
    • (4) Bildaufnahmeelement gemäß einem von (1) bis (3), bei dem ein Absolutwert b einer Differenz zwischen dem HOMO-Niveau und dem Niveau in der Bandlücke der zweiten Halbleiterschicht 1,5 oder mehr Mal so groß ist wie ein Absolutwert a' einer Differenz zwischen einem zweiten LUMO-Niveau und dem Niveau in der Bandlücke.
    • (5) Bildaufnahmeelement gemäß einem von (1) bis (4), bei dem die Arbeitsfunktion der zweiten Elektrode kleiner ist als die Arbeitsfunktion der ersten Halbleiterschicht.
    • (6) Bildaufnahmeelement gemäß einem von (1) bis (5), bei dem die organische Schicht neben der ersten Halbleiterschicht ein organisches Material umfasst, und ein HOMO-Niveau des organischen Materials ein flacheres Energieniveau als eine Arbeitsfunktion der ersten Halbleiterschicht hat.
    • (7) Bildaufnahmeelement gemäß einem von (1) bis (6), bei dem die organische Schicht neben der ersten Halbleiterschicht ein organisches Material umfasst, und das organische Material einen Glasübergangspunkt von mehr als 100°C hat.
    • (8) Bildaufnahmeelement gemäß einem von (1) bis (7), bei dem die erste Halbleiterschicht ein Lichtabsorptionsvermögen von 10 % oder weniger für sichtbares Licht hat.
    • (9) Bildaufnahmeelement gemäß einem von (1) bis (8), ferner umfassend eine dritte Halbleiterschicht zwischen der ersten Elektrode und der organischen Schicht, wobei die dritte Halbleiterschicht ein Oxid-Halbleitermaterial umfasst, bei dem eine unterste Kante eines Leitungsbandes des Oxid-Halbleitermaterials ein flacheres Energieniveau als die Arbeitsfunktion der ersten Elektrode hat.
    • (10) Bildaufnahmeelement gemäß einem von (1) bis (9), bei dem die erste Elektrode eine Mehrzahl von voneinander unabhängigen Elektroden umfasst.
    • (11) Bildaufnahmeelement gemäß (10), bei dem die erste Elektrode eine Elektrode zum Auslesen elektrischer Ladung und eine Elektrode für Akkumulation von elektrischer Ladung als die Mehrzahl von Elektroden umfasst.
    • (12) Bildaufnahmeelement gemäß (11), bei dem Spannungen einzeln an die Mehrzahl von entsprechenden Elektroden angelegt werden.
    • (13) Bildaufnahmeelement gemäß (11) oder (12), ferner umfassend:
      • eine dritte Halbleiterschicht zwischen der ersten Elektrode und der organischen Schicht, wobei die dritte Halbleiterschicht ein Oxid-Halbleitermaterial umfasst; und
      • eine Isolierschicht zwischen der ersten Elektrode und der dritten Halbleiterschicht, wobei
      • die Elektrode zum Auslesen von elektrischer Ladung durch eine in der Isolierschicht angeordnete Öffnung elektrisch mit der dritten Halbleiterschicht verbunden ist.
    • (14) Bildaufnahmeelement gemäß einem von (1) bis (13), bei dem die erste Elektrode auf der organischen Schicht auf einer Seite angeordnet ist, die einer Lichteinfallsoberfläche gegenüberliegt.
    • (15) Bildaufnahmeelement gemäß einem von (1) bis (14), bei dem ein organischer Abschnitt für photoelektrische Umwandlung und einer oder mehrere anorganische Abschnitte für photoelektrische Umwandlung gestapelt sind, wobei der organische Abschnitt für photoelektrische Umwandlung die eine oder die mehreren organischen Schichten umfasst und der eine oder die mehreren anorganischen Abschnitte für photoelektrische Umwandlung jeweils photoelektrische Umwandlung in einem Wellenlängenbereich durchführen, der sich von einem Wellenlängenbereich des organischen Abschnitts für photoelektrische Umwandlung unterscheidet.
    • (16) Bildaufnahmeelement gemäß (15), bei dem der anorganische Abschnitt für photoelektrische Umwandlung derart gebildet ist, dass er in einem Halbleitersubstrat vergraben ist, und der organische Abschnitt für photoelektrische Umwandlung auf einer ersten Oberflächenseite des Halbleitersubstrats gebildet ist.
    • (17) Bildaufnahmeelement gemäß (16), bei dem eine Mehrschichtverdrahtungsschicht auf einer Seite der zweiten Oberfläche des Halbleitersubstrats gebildet ist.
    • (18) Bildaufnahmeelement gemäß (16) oder (17), bei dem der organische Abschnitt für photoelektrische Umwandlung grünes Licht photoelektrisch umwandelt, und ein anorganischer Abschnitt für photoelektrische Umwandlung, der blaues Licht photoelektrisch umwandelt, und ein anorganischer Abschnitt für photoelektrische Umwandlung, der rotes Licht photoelektrisch umwandelt, in dem Halbleitersubstrat gestapelt sind.
    • (19) Bildaufnahmevorrichtung, umfassend eine Mehrzahl von Pixeln, die jeweils mit einem oder mehreren Bildaufnahmeelementen versehen sind, in denen die Bildaufnahmeelemente jeweils umfassen:
      • eine erste Elektrode,
      • eine zweite Elektrode, die derart angeordnet ist, dass sie der ersten Elektrode gegenüberliegt,
      • eine organische Schicht, die zwischen der ersten Elektrode und der zweiten Elektrode angeordnet ist, wobei die organische Schicht mindestens eine Schicht für photoelektrische Umwandlung umfasst,
      • eine erste Halbleiterschicht, die zwischen der zweiten Elektrode und der organischen Schicht angeordnet ist, wobei die erste Halbleiterschicht mindestens eine von einer kohlenstoffhaltigen Verbindung oder einer anorganischen Verbindung umfasst, wobei die kohlenstoffhaltige Verbindung eine größere Elektronenaffinität als eine Arbeitsfunktion der ersten Elektrode hat, wobei die anorganische Verbindung eine größere Arbeitsfunktion als die Arbeitsfunktion der ersten Elektrode hat, und
      • eine zweite Halbleiterschicht, die zwischen der zweiten Elektrode und der ersten Halbleiterschicht angeordnet ist, wobei die zweite Halbleiterschicht einen Absolutwert B einer Differenz zwischen einem HOMO(höchsten besetzten Molekülorbital)-Niveau und einem Fermi-Niveau der zweiten Elektrode hat oder nahe dem Fermi-Niveau ein Niveau in der Bandlücke mit einer Zustandsdichte von 1/10000 oder mehr im Vergleich zu dem HOMO-Niveau hat, wobei der Absolutwert B größer oder gleich einem Absolutwert A einer Differenz zwischen einem ersten LUMO(niedrigsten unbesetzten Molekülorbital)-Niveau und dem Fermi-Niveau ist, wobei das erste LUMO-Niveau aus einer optischen Bandlücke berechnet wird.
    • (20) Bildaufnahmevorrichtung gemäß (19), bei der die erste Elektrode für jedes der Pixel gebildet ist und die Mehrzahl von Elektroden in dem Pixel umfasst.
  • Diese Anmeldung beansprucht die Priorität auf Grundlage der japanischen Patentanmeldung Nr. 2020-012779 , beim japanischen Patentamt eingereicht am 29. Januar 2020, deren gesamter Inhalt durch Bezugnahme auf die vorliegende Anmeldung aufgenommen ist.
  • Es sollte sich für den Fachmann verstehen, dass verschiedene Modifikationen, Kombinationen, Teilkombinationen und Änderungen in Abhängigkeit von Gestaltungsanforderungen und anderen Faktoren vorkommen können, solange diese im Umfang der beiliegenden Ansprüche oder deren Äquivalente liegen.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • JP 2017157816 [0005]
    • JP 2020012779 [0198]

Claims (20)

  1. Bildaufnahmeelement, umfassend: eine erste Elektrode; eine zweite Elektrode, die derart angeordnet ist, dass sie der ersten Elektrode gegenüberliegt; eine organische Schicht, die zwischen der ersten Elektrode und der zweiten Elektrode angeordnet ist, wobei die organische Schicht mindestens eine Schicht für photoelektrische Umwandlung umfasst; eine erste Halbleiterschicht, die zwischen der zweiten Elektrode und der organischen Schicht angeordnet ist, wobei die erste Halbleiterschicht mindestens eine von einer kohlenstoffhaltigen Verbindung oder einer anorganischen Verbindung umfasst, wobei die kohlenstoffhaltige Verbindung eine größere Elektronenaffinität als eine Arbeitsfunktion der ersten Elektrode hat, wobei die anorganische Verbindung eine größere Arbeitsfunktion als die Arbeitsfunktion der ersten Elektrode hat; und eine zweite Halbleiterschicht, die zwischen der zweiten Elektrode und der ersten Halbleiterschicht angeordnet ist, wobei die zweite Halbleiterschicht einen Absolutwert B einer Differenz zwischen einem HOMO(höchsten besetzten Molekülorbital)-Niveau und einem Fermi-Niveau der zweiten Elektrode hat oder nahe dem Fermi-Niveau ein Niveau in der Bandlücke mit einer Zustandsdichte von 1/10000 oder mehr im Vergleich zu dem HOMO-Niveau hat, wobei der Absolutwert B größer oder gleich einem Absolutwert A einer Differenz zwischen einem ersten LUMO(niedrigsten unbesetzten Molekülorbital)-Niveau und dem Fermi-Niveau ist, wobei das erste LUMO-Niveau von einer optischen Bandlücke berechnet wird.
  2. Bildaufnahmeelement nach Anspruch 1, wobei der Absolutwert B der Differenz zwischen dem HOMO-Niveau der zweiten Halbleiterschicht und dem Fermi-Niveau größer ist als ein Absolutwert A' einer Differenz zwischen einem zweiten LUMO-Niveau und dem Fermi-Niveau.
  3. Bildaufnahmeelement nach Anspruch 1, wobei ein Absolutwert b einer Differenz zwischen dem HOMO-Niveau und dem Niveau in der Bandlücke der zweiten Halbleiterschicht zwei oder mehr Mal so groß ist wie ein Absolutwert a einer Differenz zwischen dem ersten LUMO-Niveau und dem Niveau in der Bandlücke.
  4. Bildaufnahmeelement nach Anspruch 1, wobei ein Absolutwert b einer Differenz zwischen dem HOMO-Niveau und dem Niveau in der Bandlücke der zweiten Halbleiterschicht 1,5 oder mehr Mal so groß ist wie ein Absolutwert a' einer Differenz zwischen einem zweiten LUMO-Niveau und dem Niveau in der Bandlücke.
  5. Bildaufnahmeelement nach Anspruch 1, wobei die Arbeitsfunktion der zweiten Elektrode kleiner ist als eine Arbeitsfunktion der ersten Halbleiterschicht.
  6. Bildaufnahmeelement nach Anspruch 1, wobei die organische Schicht neben der ersten Halbleiterschicht ein organisches Material umfasst, und ein HOMO-Niveau des organischen Materials ein flacheres Energieniveau als eine Arbeitsfunktion der ersten Halbleiterschicht hat.
  7. Bildaufnahmeelement nach Anspruch 1, wobei die organische Schicht neben der ersten Halbleiterschicht ein organisches Material umfasst, und das organische Material einen Glasübergangspunkt von mehr als 100°C hat.
  8. Bildaufnahmeelement nach Anspruch 1, wobei die erste Halbleiterschicht ein Lichtabsorptionsvermögen von 10 % oder weniger für sichtbares Licht hat.
  9. Bildaufnahmeelement nach Anspruch 1, ferner umfassend eine dritte Halbleiterschicht zwischen der ersten Elektrode und der organischen Schicht, wobei die dritte Halbleiterschicht ein Oxid-Halbleitermaterial umfasst, wobei eine unterste Kante eines Leitungsbandes des Oxid-Halbleitermaterials ein flacheres Energieniveau als die Arbeitsfunktion der ersten Elektrode hat.
  10. Bildaufnahmeelement nach Anspruch 1, wobei die erste Elektrode eine Mehrzahl von voneinander unabhängigen Elektroden umfasst.
  11. Bildaufnahmeelement nach Anspruch 10, wobei die erste Elektrode eine Elektrode zum Auslesen elektrischer Ladung und eine Elektrode für Akkumulation von elektrischer Ladung als die Mehrzahl von Elektroden umfasst.
  12. Bildaufnahmeelement nach Anspruch 11, wobei Spannungen einzeln an die Mehrzahl von entsprechenden Elektroden angelegt werden.
  13. Bildaufnahmeelement nach Anspruch 11, ferner umfassend: eine dritte Halbleiterschicht zwischen der ersten Elektrode und der organischen Schicht, wobei die dritte Halbleiterschicht ein Oxid-Halbleitermaterial umfasst; und eine Isolierschicht zwischen der ersten Elektrode und der dritten Halbleiterschicht, wobei die Elektrode zum Auslesen von elektrischer Ladung durch eine in der Isolierschicht angeordnete Öffnung elektrisch mit der dritten Halbleiterschicht gekoppelt ist.
  14. Bildaufnahmeelement nach Anspruch 1, wobei die erste Elektrode auf der organischen Schicht auf einer Seite angeordnet ist, die einer Lichteinfallsoberfläche gegenüberliegt.
  15. Bildaufnahmeelement nach Anspruch 1, wobei ein organischer Abschnitt für photoelektrische Umwandlung und einer oder mehrere anorganische Abschnitte für photoelektrische Umwandlung gestapelt sind, wobei der organische Abschnitt für photoelektrische Umwandlung die eine oder die mehreren organischen Schichten umfasst, wobei der eine oder die mehreren anorganischen Abschnitte für photoelektrische Umwandlung jeweils photoelektrische Umwandlung in einem Wellenlängenbereich durchführen, der sich von einem Wellenlängenbereich des organischen Abschnitts für photoelektrische Umwandlung unterscheidet.
  16. Bildaufnahmeelement nach Anspruch 15, wobei der anorganische Abschnitt für photoelektrische Umwandlung derart gebildet ist, dass er in einem Halbleitersubstrat vergraben ist, und der organische Abschnitt für photoelektrische Umwandlung auf einer ersten Oberflächenseite des Halbleitersubstrats gebildet ist.
  17. Bildaufnahmeelement nach Anspruch 16, wobei eine Mehrschichtverdrahtungsschicht auf einer Seite der zweiten Oberfläche des Halbleitersubstrats gebildet ist.
  18. Bildaufnahmeelement nach Anspruch 16, wobei der organische Abschnitt für photoelektrische Umwandlung grünes Licht photoelektrisch umwandelt, und ein anorganischer Abschnitt für photoelektrische Umwandlung, der blaues Licht photoelektrisch umwandelt, und ein anorganischer Abschnitt für photoelektrische Umwandlung, der rotes Licht photoelektrisch umwandelt, in dem Halbleitersubstrat gestapelt sind.
  19. Bildaufnahmevorrichtung, umfassend eine Mehrzahl von Pixeln, die jeweils mit einem oder mehreren Bildaufnahmeelementen versehen sind, wobei die Bildaufnahmeelemente jeweils umfassen: eine erste Elektrode, eine zweite Elektrode, die derart angeordnet ist, dass sie der ersten Elektrode gegenüberliegt, eine organische Schicht, die zwischen der ersten Elektrode und der zweiten Elektrode angeordnet ist, wobei die organische Schicht mindestens eine Schicht für photoelektrische Umwandlung umfasst, eine erste Halbleiterschicht, die zwischen der zweiten Elektrode und der organischen Schicht angeordnet ist, wobei die erste Halbleiterschicht mindestens eine von einer kohlenstoffhaltigen Verbindung oder einer anorganischen Verbindung umfasst, wobei die kohlenstoffhaltige Verbindung eine größere Elektronenaffinität als eine Arbeitsfunktion der ersten Elektrode hat, wobei die anorganische Verbindung eine größere Arbeitsfunktion als die Arbeitsfunktion der ersten Elektrode hat, und eine zweite Halbleiterschicht, die zwischen der zweiten Elektrode und der ersten Halbleiterschicht angeordnet ist, wobei die zweite Halbleiterschicht einen Absolutwert B einer Differenz zwischen einem HOMO(höchsten besetzten Molekülorbital)-Niveau und einem Fermi-Niveau der zweiten Elektrode hat oder nahe dem Fermi-Niveau ein Niveau in der Bandlücke mit einer Zustandsdichte von 1/10000 oder mehr im Vergleich zu dem HOMO-Niveau hat, wobei der Absolutwert B größer oder gleich einem Absolutwert A einer Differenz zwischen einem ersten LUMO(niedrigsten unbesetzten Molekülorbital)-Niveau und dem Fermi-Niveau ist, wobei das erste LUMO-Niveau aus einer optischen Bandlücke berechnet wird.
  20. Bildaufnahmevorrichtung nach Anspruch 19, wobei die erste Elektrode für jedes von Pixeln gebildet ist und die Mehrzahl der Elektroden in dem Pixel umfasst.
DE112021000744.0T 2020-01-29 2021-01-18 Bildaufnahmeelement und bildaufnahmevorrichtung Pending DE112021000744T5 (de)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2020-012779 2020-01-29
JP2020012779 2020-01-29
PCT/JP2021/001393 WO2021153294A1 (ja) 2020-01-29 2021-01-18 撮像素子および撮像装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE112021000744T5 true DE112021000744T5 (de) 2022-11-03

Family

ID=77078355

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE112021000744.0T Pending DE112021000744T5 (de) 2020-01-29 2021-01-18 Bildaufnahmeelement und bildaufnahmevorrichtung

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20230101309A1 (de)
JP (1) JPWO2021153294A1 (de)
CN (1) CN114846611A (de)
DE (1) DE112021000744T5 (de)
WO (1) WO2021153294A1 (de)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN118251977A (zh) * 2021-12-17 2024-06-25 索尼半导体解决方案公司 光电转换元件和成像装置
JPWO2023127603A1 (de) * 2021-12-27 2023-07-06

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017157816A (ja) 2016-03-01 2017-09-07 ソニー株式会社 撮像素子、積層型撮像素子及び固体撮像装置、並びに、固体撮像装置の駆動方法
JP2020012779A (ja) 2018-07-20 2020-01-23 古野電気株式会社 測位装置、測位方法、および、測位プログラム

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0621427A (ja) * 1992-07-03 1994-01-28 Mitsubishi Electric Corp 光電変換装置
JP2007081331A (ja) * 2005-09-16 2007-03-29 Sumitomo Electric Ind Ltd 半導体受光素子、光モジュールおよび光モニタ部品
EP2919278B1 (de) * 2012-11-06 2020-09-23 Sony Corporation Photoelektrisches umwandlungselement, festkörperbildgebungsvorrichtung und elektronische vorrichtung
JP6697886B2 (ja) * 2016-01-14 2020-05-27 住友化学株式会社 光電変換素子
JP6834400B2 (ja) * 2016-11-22 2021-02-24 ソニー株式会社 撮像素子、積層型撮像素子、撮像装置及び電子装置
WO2019151049A1 (ja) * 2018-01-31 2019-08-08 ソニー株式会社 光電変換素子、固体撮像装置及び電子装置
WO2019151042A1 (ja) * 2018-01-31 2019-08-08 ソニー株式会社 光電変換素子、固体撮像装置及び電子装置
CN112514073B (zh) * 2018-07-30 2024-04-16 索尼公司 摄像元件和摄像装置
DE112019003858T5 (de) * 2018-07-30 2021-04-22 Sony Corporation Photoelektrisches umwandlungselement, festkörper-bildgebungsvorrichtung und elektronische vorrichtung

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017157816A (ja) 2016-03-01 2017-09-07 ソニー株式会社 撮像素子、積層型撮像素子及び固体撮像装置、並びに、固体撮像装置の駆動方法
JP2020012779A (ja) 2018-07-20 2020-01-23 古野電気株式会社 測位装置、測位方法、および、測位プログラム

Also Published As

Publication number Publication date
WO2021153294A1 (ja) 2021-08-05
JPWO2021153294A1 (de) 2021-08-05
CN114846611A (zh) 2022-08-02
US20230101309A1 (en) 2023-03-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US12046610B2 (en) Photoelectric converter and solid-state imaging device
US11792541B2 (en) Solid-state imaging device and method of controlling solid-state imaging device
DE112018005707T5 (de) Fotoelektrisches umwandlungselement und bildgebungseinrichtung
US11387279B2 (en) Imaging element, electronic apparatus, and method of driving imaging element
CN112514073B (zh) 摄像元件和摄像装置
DE112019001418T5 (de) Festkörper-bildgebungselement und festkörper-bildgebungsvorrichtung
US12094897B2 (en) Imaging element and imaging device
CN111066166A (zh) 光电转换器件和成像装置
DE112019003626T5 (de) Bildgebungselement und bildgebungsvorrichtung
US20230215880A1 (en) Imaging element and imaging device
DE112021004003T5 (de) Fotoelektrisches umwandlungselement und bildgebungsvorrichtung
DE112019002761B4 (de) Fotoelektrisches umwandlungselement und verfahren zum herstellen eines fotoelektrischen umwandlungselements
DE112021000744T5 (de) Bildaufnahmeelement und bildaufnahmevorrichtung
US20230124165A1 (en) Imaging element and imaging device
US12133399B2 (en) Imaging element and imaging device
US20220223802A1 (en) Photoelectric conversion element and imaging device
DE112022006033T5 (de) Fotoelektrisches umwandlungselement und bildgebungsvorrichtung
US20220285443A1 (en) Imaging element and imaging device
DE112022003779T5 (de) Bildgebungselement und bildgebungsvorrichtung
DE112022005715T5 (de) Fotodetektionsvorrichtung, elektronische einrichtung und fotodetektionssystem

Legal Events

Date Code Title Description
R079 Amendment of ipc main class

Free format text: PREVIOUS MAIN CLASS: H01L0027300000

Ipc: H10K0039000000