JP2006086160A - Photoelectric conversion film, photoelectric conversion element and imaging element, and method of applying electric field to them - Google Patents

Photoelectric conversion film, photoelectric conversion element and imaging element, and method of applying electric field to them Download PDF

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JP2006086160A JP2004266434A JP2004266434A JP2006086160A JP 2006086160 A JP2006086160 A JP 2006086160A JP 2004266434 A JP2004266434 A JP 2004266434A JP 2004266434 A JP2004266434 A JP 2004266434A JP 2006086160 A JP2006086160 A JP 2006086160A
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Takanori Hioki
孝徳 日置
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Fuji Photo Film Co Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a photoelectric conversion film in which a half-value width of absorption is narrow, which is excellent in color reproduction and which further has a high photoelectric conversion efficiency and to provide a photoelectric conversion element and an imaging element (preferably a color image sensor), etc. <P>SOLUTION: The photoelectric conversion film includes at least one merocyanine dye. The photoelectric conversion element and the imaging element, and a method of applying an electric field to them are provided. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、光電変換膜、該光電変換膜を有する光電変換素子、及び固体撮像素子、並びに、これらに電場を印加する方法に関する。   The present invention relates to a photoelectric conversion film, a photoelectric conversion element having the photoelectric conversion film, a solid-state imaging element, and a method for applying an electric field to them.

光電変換膜は、例えば光センサ等に広く利用され、特に、テレビカメラ等の撮像装置(固体撮像装置)の固体撮像素子(受光素子)として好適に用いられている。撮像装置の固体撮像素子として用いられる光電変換膜の材料としては、Si膜やa−Se膜等の無機材料の膜が主に用いられている。   The photoelectric conversion film is widely used for, for example, an optical sensor, and is particularly preferably used as a solid-state imaging element (light-receiving element) of an imaging apparatus (solid-state imaging apparatus) such as a television camera. As a material of a photoelectric conversion film used as a solid-state imaging element of an imaging device, an inorganic material film such as a Si film or an a-Se film is mainly used.

これら無機材料の膜を用いた従来の光電変換膜は、光電変換膜特性に対して急峻な波長依存性を持たない。このため、光電変換膜を用いた撮像装置は、入射光を赤、緑、青の三原色に分解するプリズムと、プリズムの後段に配置される3枚の光電変換膜とを備えた3板構造のものが主流となっている。   Conventional photoelectric conversion films using these inorganic material films do not have a steep wavelength dependence on the photoelectric conversion film characteristics. For this reason, an image pickup apparatus using a photoelectric conversion film has a three-plate structure including a prism that separates incident light into three primary colors of red, green, and blue, and three photoelectric conversion films that are arranged at the subsequent stage of the prism. Things have become mainstream.

しかしながら、この3板式構造の撮像装置は、構造上、寸法および質量がともに大きくなることを避けることができない。   However, this three-plate type imaging device cannot avoid an increase in size and mass due to its structure.

撮像装置の小型軽量化を実現するには、分光プリズムを設ける必要がなく、受光素子が1枚である単板構造のものが望まれ、例えば、単板受光素子に赤、緑、青のフィルタを配置した構造の撮像装置が検討され、光電変換膜の材料として、種類および特性が多様であり、また、加工形状の自由度が大きい等の利点を有する有機材料を用いることも検討されて、光感度(感度)を高めた光電変換膜、それを用いた受光素子が特開2003−158254号公報に記載されている。この文献では、p型半導体、n型半導体として、有機材料を用いているが、同公報の実施例では、p型有機材料としてポリメチルフェニルシラン(PMPS)、n型有機材料として8−ヒドロキシキノリンアルミニウム錯体(Alq3)を用い、有機色素であるクマリン6を上記PMPS 100質量部に対して5.0質量部添加した例が記載されているのみであり、又同公報の好適な実施の形態の項における記載も有機色素は光電変換膜を構成するp型またはn型有機材料100質量部に対して0.1〜50質量部用いることが好ましいと記載されているのみで、有機色素をp型またはn型有機材料として用いることの記載ない。   In order to reduce the size and weight of the image pickup apparatus, it is not necessary to provide a spectroscopic prism, and a single plate structure with one light receiving element is desired. For example, red, green, and blue filters are used for the single plate light receiving element. An image pickup device having a structure in which the structure is arranged is studied, and as a material of the photoelectric conversion film, there are various kinds and characteristics, and it is also considered to use an organic material having advantages such as a large degree of freedom of processing shape, Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2003-158254 discloses a photoelectric conversion film with improved photosensitivity (sensitivity) and a light receiving element using the photoelectric conversion film. In this document, an organic material is used as the p-type semiconductor and the n-type semiconductor. However, in the example of the publication, polymethylphenylsilane (PMPS) is used as the p-type organic material, and 8-hydroxyquinoline is used as the n-type organic material. Only an example in which 5.0 parts by mass of coumarin 6 as an organic dye is added to 100 parts by mass of the above PMPS using an aluminum complex (Alq3) is described. The description in the paragraph also describes that the organic dye is preferably used in an amount of 0.1 to 50 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the p-type or n-type organic material constituting the photoelectric conversion film. Or there is no description of using as an n-type organic material.

また、撮像装置の小型軽量化を実現するには、分光プリズムを設ける必要がなく、受光素子が1枚である単板構造のものとして、低解像度の積層型光電変換膜が特開2003−234460号公報に記載されている。この文献には、例えば、好ましい積層型光電変換膜は、光の三原色のうちのいずれか1色の波長の光を吸収する機能を有する光電変換膜と、他の1色の波長の光を吸収する機能を有する光電変換膜と、残りの1色の光を吸収する機能を有する光電変換膜とを積層することで、高い、感度および解像度を有するカラー画像を得ることができると記載されている。
しかしながら、同公報の実施例では、500nm以下の青色領域全般に光感度を有するクマリン6/ポリシラン膜及び、赤色領域とともに青色領域にも吸収領域を有するZnPc/Alq3膜を光電変換膜として用い、クマリン6/ポリシラン膜のフィルタ機能により、600〜700nmを中心とする略赤色領域全般のみに光感度を有する光電変換膜を記載しているのみである。
Further, in order to realize a reduction in size and weight of the imaging apparatus, it is not necessary to provide a spectroscopic prism, and a low-resolution stacked photoelectric conversion film is disclosed as a single-plate structure having one light receiving element. It is described in the gazette. In this document, for example, a preferable stacked photoelectric conversion film absorbs light of a wavelength of any one of the three primary colors of light and a light of a wavelength of another color. It is described that a color image having high sensitivity and resolution can be obtained by laminating a photoelectric conversion film having a function of absorbing and a photoelectric conversion film having a function of absorbing the remaining light of one color. .
However, in the example of the publication, a coumarin 6 / polysilane film having photosensitivity in the entire blue region of 500 nm or less and a ZnPc / Alq3 film having an absorption region in the blue region together with the red region are used as the photoelectric conversion film. 6 / Only the photoelectric conversion film having photosensitivity only in the substantially red region centering on 600 to 700 nm is described due to the filter function of the polysilane film.

また、特開2003−332551号公報には前記特開2003−234460号公報と同様な積層型光電変換膜が記載されている。しかし、上記の特許文献1〜3には、本発明の色素が好ましい性能を与えることについては記載がない。
特開2003−158254号公報 特開2003−234460号公報 特開2003−332551号公報
Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-332551 describes a stacked photoelectric conversion film similar to that described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-234460. However, Patent Documents 1 to 3 described above do not describe that the dye of the present invention gives preferable performance.
JP 2003-158254 A JP 2003-234460 A JP 2003-332551 A

本発明の目的は、吸収の半値幅が狭く色再現に優れ、さらに、光電変換効率が高い光導電膜、光電変換素子、及び撮像素子(好ましくはカラーイメージセンサー)を提供することである。   An object of the present invention is to provide a photoconductive film, a photoelectric conversion element, and an image pickup element (preferably a color image sensor) having a narrow half width of absorption and excellent color reproduction and high photoelectric conversion efficiency.

本発明は下記の解決手段により解決される。
(1) 有機p型半導体と有機n型半導体の有機pn接合を有する光電変換膜において、少なくとも一つのメロシアニン色素を含むことを特徴とする光電変換膜。
(2) (1)記載のメロシアニン色素が、下記一般式(A)で表されることを特徴とする(1)記載の光電変換膜。
一般式(A)
The present invention is solved by the following means.
(1) A photoelectric conversion film having an organic pn junction of an organic p-type semiconductor and an organic n-type semiconductor, comprising at least one merocyanine dye.
(2) The photoelectric conversion film according to (1), wherein the merocyanine dye according to (1) is represented by the following general formula (A).
Formula (A)

Figure 2006086160
Figure 2006086160

式(A)中、L108、L109、L110、及びL111は各々独立にメチン基を表す。p103は0又は1を表す。q101は0又は1を表わす。n102は0、1、2、3又は4を表す。Z103は含窒素複素環を形成するために必要な原子群を表す。Z104とZ104’は(N−R104)q101と一緒になって環、又は非環式の酸性末端基を形成するために必要な原子群を表す。ただし、Z103、及びZ104とZ104’に環が縮環していても置換基を有していても良い。M102は電荷均衡対イオンを表し、m102は分子の電荷を中和するのに必要な0以上の数を表す。R103、及びR104は各々独立に水素原子、アルキル基、アリール基、又は複素環基を表す。
(3) 前記メロシアニン色素含有層の厚みが、30nm以上300nm以下であることを特徴とする(1)または(2)に記載の光電変換膜。
(4) (1)〜(3)のいずれかに記載の光電変換膜とそれを挟む一対の電極とを含む光電変換素子。
(5) (4)に記載の光電変換素子を含む撮像素子。
(6) (4)に記載の光電変換素子を2層以上積層したことを特徴とする請(5)撮像素子。
(7) (6)に記載の2層以上の光電変換素子が、青色光電変換素子、緑色光電変換素子、赤色光電変換素子の3層を含むことを特徴とする(6)に記載の撮像素子。
(8) (7)に記載の青色光電変換素子、緑色光電変換素子、赤色光電変換素子の順に、分光吸収極大値を各々λmax1,λmax2,λmax3としたとき、λmax1が400nm以上500nm以下、λmax2が500nm以上600nm以下、λmax3が600nm以上700nm以下の範囲にあることを特徴とする(7)に記載の撮像素子。
(9) (7)に記載の青色光電変換素子、緑色光電変換素子、赤色光電変換素子の順に、分光感度極大値を各々Smax1,Smax2,Smax3としたとき、Smax1が400nm以上500nm以下、Smax2が500nm以上600nm以下、Smax3が600nm以上700nm以下の範囲にあることを特徴とする(7)に記載の撮像素子。
(10) (7)に記載の青色光電変換素子、緑色光電変換素子、赤色光電変換素子の分光極大吸収の50%を示す最も短波長と最も長波長の間隔が、各々、120nm以下であることを特徴とする(7)に記載の撮像素子。
(11) (7)に記載の青色光電変換素子、緑色光電変換素子、赤色光電変換素子の分光極大感度の50%を示す最も短波長と最も長波長の間隔が、各々、120nm以下であることを特徴とする(7)に記載の撮像素子。
(12) (7)に記載の青色光電変換素子、緑色光電変換素子、赤色光電変換素子の分光極大吸収の80%を示す最も短波長と最も長波長の間隔が、各々、20nm以上で100nm以下であることを特徴とする(7)に記載の撮像素子。
(13) (7)に記載の青色光電変換素子、緑色光電変換素子、赤色光電変換素子の分光極大感度の80%を示す最も短波長と最も長波長の間隔が、各々、20nm以上で100nm以下であることを特徴とする(7)に記載の撮像素子。
(14) (7)に記載の青色光電変換素子、緑色光電変換素子、赤色光電変換素子の分光極大吸収の20%を示す最も短波長と最も長波長の間隔が、各々、180nm以下であることを特徴とする(7)に記載の撮像素子。
(15) (7)に記載の青色光電変換素子、緑色光電変換素子、赤色光電変換素子の分光極大感度の20%を示す最も短波長と最も長波長の間隔が、各々、180nm以下であることを特徴とする(7)に記載の撮像素子。
(16) (7)に記載の青色光電変換素子、緑色光電変換素子、赤色光電変換素子の順に、分光極大吸収の50%を示す最も長波長が、各々、460nm以上510nm以下、560nm以上610nm以下、640nm以上730nm以下であることを特徴とする(7)に記載の撮像素子。
(17) (7)に記載の青色光電変換素子、緑色光電変換素子、赤色光電変換素子の順に、分光極大感度の50%を示す最も長波長が、各々、460nm以上510nm以下、560nm以上610nm以下、640nm以上730nm以下であることを特徴とする(7)に記載の撮像素子。
(18) (1)〜(17)に記載の光電変換膜、光電変換素子、または撮像素子に10V/m以上1×1012V/m以下の電場を印加する方法。
In formula (A), L 108 , L 109 , L 110 and L 111 each independently represent a methine group. p 103 represents 0 or 1; q 101 represents 0 or 1. n 102 represents 0, 1, 2, 3 or 4. Z 103 represents an atomic group necessary for forming a nitrogen-containing heterocycle. Z 104 and Z 104 ′ together with (N—R 104 ) q 101 represent an atomic group necessary for forming a ring or an acyclic acidic end group. However, Z 103 and Z 104 and Z 104 ′ may be condensed or may have a substituent. M 102 represents a charge balancing counter ion, m 102 represents a number of 0 or more necessary for neutralizing the molecular charge. R 103 and R 104 each independently represents a hydrogen atom, an alkyl group, an aryl group, or a heterocyclic group.
(3) The photoelectric conversion film according to (1) or (2), wherein the merocyanine dye-containing layer has a thickness of 30 nm to 300 nm.
(4) A photoelectric conversion element comprising the photoelectric conversion film according to any one of (1) to (3) and a pair of electrodes sandwiching the photoelectric conversion film.
(5) An imaging device including the photoelectric conversion device according to (4).
(6) Two or more layers of the photoelectric conversion elements according to (4) are stacked. (5) An imaging element.
(7) The imaging element according to (6), wherein the photoelectric conversion element having two or more layers according to (6) includes three layers of a blue photoelectric conversion element, a green photoelectric conversion element, and a red photoelectric conversion element. .
(8) When the spectral absorption maximum values are λmax1, λmax2, and λmax3 in the order of the blue photoelectric conversion element, the green photoelectric conversion element, and the red photoelectric conversion element described in (7), λmax1 is 400 nm to 500 nm and λmax2 is (5) The imaging device according to (7), wherein 500 nm to 600 nm and λmax3 are in the range of 600 nm to 700 nm.
(9) When the spectral sensitivity maximum values are Smax1, Smax2, and Smax3 in the order of the blue photoelectric conversion element, the green photoelectric conversion element, and the red photoelectric conversion element described in (7), Smax1 is 400 nm to 500 nm, and Smax2 is The imaging device according to (7), wherein the imaging element is in a range of 500 nm to 600 nm and Smax3 is in a range of 600 nm to 700 nm.
(10) The interval between the shortest wavelength and the longest wavelength that indicates 50% of the spectral maximum absorption of the blue photoelectric conversion element, the green photoelectric conversion element, and the red photoelectric conversion element according to (7) is 120 nm or less, respectively. (7) The imaging device according to (7).
(11) The interval between the shortest wavelength and the longest wavelength, which indicates 50% of the spectral maximum sensitivity of the blue photoelectric conversion element, the green photoelectric conversion element, and the red photoelectric conversion element described in (7), is 120 nm or less, respectively. (7) The imaging device according to (7).
(12) The interval between the shortest wavelength and the longest wavelength that indicates 80% of the spectral maximum absorption of the blue photoelectric conversion element, the green photoelectric conversion element, and the red photoelectric conversion element according to (7) is 20 nm or more and 100 nm or less, respectively. (7) The imaging device according to (7).
(13) The interval between the shortest wavelength and the longest wavelength, which indicates 80% of the spectral maximum sensitivity of the blue photoelectric conversion element, the green photoelectric conversion element, and the red photoelectric conversion element described in (7), is 20 nm or more and 100 nm or less, respectively. (7) The imaging device according to (7).
(14) The interval between the shortest wavelength and the longest wavelength, which indicates 20% of the spectral maximum absorption of the blue photoelectric conversion element, the green photoelectric conversion element, and the red photoelectric conversion element described in (7), is 180 nm or less, respectively. (7) The imaging device according to (7).
(15) The interval between the shortest wavelength and the longest wavelength, which indicates 20% of the spectral maximum sensitivity of the blue photoelectric conversion element, the green photoelectric conversion element, and the red photoelectric conversion element described in (7), is 180 nm or less, respectively. (7) The imaging device according to (7).
(16) In the order of the blue photoelectric conversion element, the green photoelectric conversion element, and the red photoelectric conversion element described in (7), the longest wavelengths indicating 50% of the spectral maximum absorption are 460 nm to 510 nm and 560 nm to 610 nm, respectively. 640 nm or more and 730 nm or less, The imaging device as described in (7) characterized by the above-mentioned.
(17) The longest wavelength showing 50% of the spectral maximum sensitivity in the order of the blue photoelectric conversion element, the green photoelectric conversion element, and the red photoelectric conversion element described in (7) is 460 nm to 510 nm and 560 nm to 610 nm, respectively. 640 nm or more and 730 nm or less, The imaging device as described in (7) characterized by the above-mentioned.
(18) A method of applying an electric field of 10 V / m or more and 1 × 10 12 V / m or less to the photoelectric conversion film, the photoelectric conversion element, or the imaging element according to (1) to (17).

本発明の光導電膜、光電変換素子、及び撮像素子は吸収の半値幅が狭く色再現に優れ、さらに、光電変換効率がいという効果があるが、BGR3層積層型固体撮像素子においては、それ以外にも下記の特徴がある。
3層構造のため、モアレの発生がなく、光学ローパスフィルターが不要のため解像度が高く、色にじみがない。また信号処理が単純で、擬信号が発生しない。更に、CMOSの場合には、画素混合が容易で、部分読みが容易である。
開口率100%、マイクロレンズ不要のため、撮像レンズに対する射出瞳距離制限がなく、シェーデングがない。従ってレンズ交換カメラに適し、この際レンズの薄型化が可能になる。
マイクロレンズがないため、接着剤充填でガラス封止が可能となり、パッケージの薄型化、歩留まりが上昇し、コストダウンになる。
メロシアニン色素使用のため、高感度が得られ、IRフィルター不要で、フレアが低下する。
The photoconductive film, photoelectric conversion element, and imaging element of the present invention have a narrow half-width of absorption and excellent color reproduction, and further have the effect of high photoelectric conversion efficiency. However, in the BGR three-layer stacked solid-state imaging element, other than that Has the following characteristics.
Because of the three-layer structure, there is no moiré and no optical low-pass filter is required, so the resolution is high and there is no color blur. Further, signal processing is simple and no pseudo signal is generated. Furthermore, in the case of CMOS, pixel mixing is easy and partial reading is easy.
Since the aperture ratio is 100% and no microlens is required, there is no limitation on the exit pupil distance with respect to the imaging lens, and no shading. Therefore, it is suitable for a lens interchangeable camera, and in this case, the lens can be thinned.
Since there is no microlens, it is possible to seal the glass by filling the adhesive, reducing the package thickness, increasing the yield, and reducing the cost.
Because of the use of a merocyanine dye, high sensitivity is obtained, no IR filter is required, and flare is reduced.

本発明においてはメロシアニン色素を用いる。これらはp型有機色素、n型有機色素のいずれとして用いても良いが、好ましくはp型色素として用いる場合である。メロシアニン色素としては、いかなるものを用いても良いが、好ましくは、前記一般式(A)で表される場合である。   In the present invention, a merocyanine dye is used. These may be used as either a p-type organic dye or an n-type organic dye, but are preferably used as a p-type dye. As the merocyanine dye, any pigment may be used, but the case represented by the general formula (A) is preferable.

これらのメロシアニン色素の詳細については、下記の色素文献に記載されている。
[色素文献]
エフ・エム・ハーマー(F.M.Harmer)著「ヘテロサイクリック・コンパウンズーシアニンダイズ・アンド・リレィティド・コンパウンズ(Heterocyclic Compounds-Cyanine Dyes and Related Compounds)」、ジョン・ウィリー・アンド・サンズ(John Wiley & Sons)社ーニューヨーク、ロンドン、1964年刊、デー・エム・スターマー(D.M.Sturmer)著「ヘテロサイクリック・コンパウンズースペシャル・トピックス・イン・ヘテロサイクリック・ケミストリー(Heterocyclic Compounds-Special topics in heterocyclic chemistry)」、第18章、第14節、第482から515頁、ジョン・ウィリー・アンド・サンズ(John Wiley & Sons) 社−ニューヨーク、ロンドン、1977年刊、「ロッズ・ケミストリー・オブ・カーボン・コンパウンズ(Rodd's Chemistry of Carbon Compounds)」2nd.Ed.vol.IV,partB,1977刊、第15章、第369から422頁、エルセビア・サイエンス・パブリック・カンパニー・インク(Elsevier Science Publishing Company Inc.)社刊、ニューヨーク、など。
Details of these merocyanine dyes are described in the following dye literature.
[Dye literature]
FMHarmer, `` Heterocyclic Compounds-Cyanine Dyes and Related Compounds, '' John Wiley & Sons -New York, London, 1964, DMSturmer, "Heterocyclic Compounds-Special topics in cyclic chemistry", Chapter 18. , Pp. 482-515, John Wiley & Sons-New York, London, 1977, "Rodd's Chemistry of Carbon Compounds" 2nd.Ed.vol.IV, part B, 1977, Chapter 15, 369 from 422 pp., Elsevier Science Public Company, Inc. (Elsevier Science Publishing Company Inc.) published by, New York, and so on.

以下で、一般式(A)で表されるメロシアニン色素について詳細に説明する。   Hereinafter, the merocyanine dye represented by formula (A) will be described in detail.

本発明において、特定の部分を「基」と称した場合には、当該部分はそれ自体が置換されていなくても、一種以上の(可能な最多数までの)置換基で置換されていても良いことを意味する。例えば、「アルキル基」とは置換または無置換のアルキル基を意味する。また、本発明における化合物に使用できる置換基は、どのような置換基でも良い。   In the present invention, when a specific moiety is referred to as a “group”, the moiety may be unsubstituted or substituted with one or more (up to the maximum possible) substituents. Means good. For example, “alkyl group” means a substituted or unsubstituted alkyl group. In addition, the substituent that can be used in the compound in the present invention may be any substituent.

このような置換基をWとすると、Wで示される置換基としては、いかなるものでも良く、特に制限は無いが、例えば、ハロゲン原子、アルキル基(シクロアルキル基、ビシクロアルキル基、トリシクロアルキル基を含む)、アルケニル基(シクロアルケニル基、ビシクロアルケニル基を含む)、アルキニル基、アリール基、複素環基(ヘテロ環基と言っても良い)、シアノ基、ヒドロキシル基、ニトロ基、カルボキシル基、アルコキシ基、アリールオキシ基、シリルオキシ基、ヘテロ環オキシ基、アシルオキシ基、カルバモイルオキシ基、アルコキシカルボニルオキシ基、アリールオキシカルボニルオキシ基、アミノ基(アルキルアミノ基、アリールアミノ基、複素環アミノ基を含む)、アンモニオ基、アシルアミノ基、アミノカルボニルアミノ基、アルコキシカルボニルアミノ基、アリールオキシカルボニルアミノ基、スルファモイルアミノ基、アルキル及びアリールスルホニルアミノ基、メルカプト基、アルキルチオ基、アリールチオ基、ヘテロ環チオ基、スルファモイル基、スルホ基、アルキル及びアリールスルフィニル基、アルキル及びアリールスルホニル基、アシル基、アリールオキシカルボニル基、アルコキシカルボニル基、カルバモイル基、アリール及びヘテロ環アゾ基、イミド基、ホスフィノ基、ホスフィニル基、ホスフィニルオキシ基、ホスフィニルアミノ基、ホスホノ基、シリル基、ヒドラジノ基、ウレイド基、ボロン酸基(-B(OH)2)、ホスファト基(-OPO(OH)2)、スルファト基(-OSO3H)、その他の公知の置換基、が例として挙げられる。 When such a substituent is W, the substituent represented by W is not particularly limited, and examples thereof include halogen atoms, alkyl groups (cycloalkyl groups, bicycloalkyl groups, tricycloalkyl groups). ), Alkenyl groups (including cycloalkenyl groups and bicycloalkenyl groups), alkynyl groups, aryl groups, heterocyclic groups (also referred to as heterocyclic groups), cyano groups, hydroxyl groups, nitro groups, carboxyl groups, Alkoxy group, aryloxy group, silyloxy group, heterocyclic oxy group, acyloxy group, carbamoyloxy group, alkoxycarbonyloxy group, aryloxycarbonyloxy group, amino group (including alkylamino group, arylamino group, heterocyclic amino group) ), Ammonio group, acylamino group, aminocarbonyl group Group, alkoxycarbonylamino group, aryloxycarbonylamino group, sulfamoylamino group, alkyl and arylsulfonylamino group, mercapto group, alkylthio group, arylthio group, heterocyclic thio group, sulfamoyl group, sulfo group, alkyl and aryl Sulfinyl group, alkyl and arylsulfonyl group, acyl group, aryloxycarbonyl group, alkoxycarbonyl group, carbamoyl group, aryl and heterocyclic azo group, imide group, phosphino group, phosphinyl group, phosphinyloxy group, phosphinylamino Group, phosphono group, silyl group, hydrazino group, ureido group, boronic acid group (-B (OH) 2 ), phosphato group (-OPO (OH) 2 ), sulfato group (-OSO 3 H), other known Substituents are mentioned as examples.

更に詳しくは、Wは、ハロゲン原子(例えば、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子)、アルキル基[直鎖、分岐、環状の置換もしくは無置換のアルキル基を表す。それらは、アルキル基(好ましくは炭素数1から30のアルキル基、例えばメチル、エチル、n−プロピル、イソプロピル、t−ブチル、n−オクチル、エイコシル、2−クロロエチル、2−シアノエチル、2―エチルヘキシル)、シクロアルキル基(好ましくは、炭素数3から30の置換または無置換のシクロアルキル基、例えば、シクロヘキシル、シクロペンチル、4−n−ドデシルシクロヘキシル)、ビシクロアルキル基(好ましくは、炭素数5から30の置換もしくは無置換のビシクロアルキル基、つまり、炭素数5から30のビシクロアルカンから水素原子を一個取り去った一価の基である。例えば、ビシクロ[1,2,2]ヘプタン−2−イル、ビシクロ[2,2,2]オクタン−3−イル)、更に環構造が多いトリシクロ構造なども包含するものである。以下に説明する置換基の中のアルキル基(例えばアルキルチオ基のアルキル基)はこのような概念のアルキル基を表すが、さらにアルケニル基、アルキニル基も含むこととする。]、アルケニル基[直鎖、分岐、環状の置換もしくは無置換のアルケニル基を表す。それらは、アルケニル基(好ましくは炭素数2から30の置換または無置換のアルケニル基、例えば、ビニル、アリル、プレニル、ゲラニル、オレイル)、シクロアルケニル基(好ましくは、炭素数3から30の置換もしくは無置換のシクロアルケニル基、つまり、炭素数3から30のシクロアルケンの水素原子を一個取り去った一価の基である。例えば、2−シクロペンテン−1−イル、2−シクロヘキセン−1−イル)、ビシクロアルケニル基(置換もしくは無置換のビシクロアルケニル基、好ましくは、炭素数5から30の置換もしくは無置換のビシクロアルケニル基、つまり二重結合を一個持つビシクロアルケンの水素原子を一個取り去った一価の基である。例えば、ビシクロ[2,2,1]ヘプト−2−エン−1−イル、ビシクロ[2,2,2]オクト−2−エン−4−イル)を包含するものである。]、アルキニル基(好ましくは、炭素数2から30の置換または無置換のアルキニル基、例えば、エチニル、プロパルギル、トリメチルシリルエチニル基)]、アリール基(好ましくは炭素数6から30の置換もしくは無置換のアリール基、例えばフェニル、p−トリル、ナフチル、m−クロロフェニル、o−ヘキサデカノイルアミノフェニル)、複素環基(好ましくは5または6員の置換もしくは無置換の、芳香族もしくは非芳香族の複素環化合物から一個の水素原子を取り除いた一価の基であり、更に好ましくは、炭素数3から30の5もしくは6員の芳香族の複素環基である。例えば、2−フリル、2−チエニル、2−ピリミジニル、2−ベンゾチアゾリル、なお、1−メチル−2−ピリジニオ、1−メチル−2−キノリニオのようなカチオン性の複素環基でも良い。)、シアノ基、ヒドロキシル基、ニトロ基、カルボキシル基、アルコキシ基(好ましくは、炭素数1から30の置換もしくは無置換のアルコキシ基、例えば、メトキシ、エトキシ、イソプロポキシ、t−ブトキシ、n−オクチルオキシ、2−メトキシエトキシ)、アリールオキシ基(好ましくは、炭素数6から30の置換もしくは無置換のアリールオキシ基、例えば、フェノキシ、2−メチルフェノキシ、4−t−ブチルフェノキシ、3−ニトロフェノキシ、2−テトラデカノイルアミノフェノキシ)、シリルオキシ基(好ましくは、炭素数3から20のシリルオキシ基、例えば、トリメチルシリルオキシ、t−ブチルジメチルシリルオキシ)、ヘテロ環オキシ基(好ましくは、炭素数2から30の置換もしくは無置換のヘテロ環オキシ基、1−フェニルテトラゾールー5−オキシ、2−テトラヒドロピラニルオキシ)、アシルオキシ基(好ましくはホルミルオキシ基、炭素数2から30の置換もしくは無置換のアルキルカルボニルオキシ基、炭素数6から30の置換もしくは無置換のアリールカルボニルオキシ基、例えば、ホルミルオキシ、アセチルオキシ、ピバロイルオキシ、ステアロイルオキシ、ベンゾイルオキシ、p−メトキシフェニルカルボニルオキシ)、カルバモイルオキシ基(好ましくは、炭素数1から30の置換もしくは無置換のカルバモイルオキシ基、例えば、N,N−ジメチルカルバモイルオキシ、N,N−ジエチルカルバモイルオキシ、モルホリノカルボニルオキシ、N,N−ジ−n−オクチルアミノカルボニルオキシ、N−n−オクチルカルバモイルオキシ)、アルコキシカルボニルオキシ基(好ましくは、炭素数2から30の置換もしくは無置換アルコキシカルボニルオキシ基、例えばメトキシカルボニルオキシ、エトキシカルボニルオキシ、t−ブトキシカルボニルオキシ、n−オクチルカルボニルオキシ)、アリールオキシカルボニルオキシ基(好ましくは、炭素数7から30の置換もしくは無置換のアリールオキシカルボニルオキシ基、例えば、フェノキシカルボニルオキシ、p−メトキシフェノキシカルボニルオキシ、p−n−ヘキサデシルオキシフェノキシカルボニルオキシ)、アミノ基(好ましくは、アミノ基、炭素数1から30の置換もしくは無置換のアルキルアミノ基、炭素数6から30の置換もしくは無置換のアリール基、例えば、アミノ、メチルアミノ、ジメチルアミノ、アニリノ、N-メチル−アニリノ、ジフェニルアミノ)、アンモニオ基(好ましくはアンモニオ基、炭素数1から30の置換もしくは無置換のアルキル、アリール、ヘテロ環が置換したアンモニオ基、例えば、トリメチルアンモニオ、トリエチルアンモニオ、ジフェニルメチルアンモニオ)、アシルアミノ基(好ましくは、ホルミルアミノ基、炭素数1から30の置換もしくは無置換のアルキルカルボニルアミノ基、炭素数6から30の置換もしくは無置換のアリールカルボニルアミノ基、例えば、ホルミルアミノ、アセチルアミノ、ピバロイルアミノ、ラウロイルアミノ、ベンゾイルアミノ、3,4,5−トリ−n−オクチルオキシフェニルカルボニルアミノ)、アミノカルボニルアミノ基(好ましくは、炭素数1から30の置換もしくは無置換のアミノカルボニルアミノ、例えば、カルバモイルアミノ、N,N−ジメチルアミノカルボニルアミノ、N,N−ジエチルアミノカルボニルアミノ、モルホリノカルボニルアミノ)、アルコキシカルボニルアミノ基(好ましくは炭素数2から30の置換もしくは無置換アルコキシカルボニルアミノ基、例えば、メトキシカルボニルアミノ、エトキシカルボニルアミノ、t−ブトキシカルボニルアミノ、n−オクタデシルオキシカルボニルアミノ、N−メチルーメトキシカルボニルアミノ)、アリールオキシカルボニルアミノ基(好ましくは、炭素数7から30の置換もしくは無置換のアリールオキシカルボニルアミノ基、例えば、フェノキシカルボニルアミノ、p-クロロフェノキシカルボニルアミノ、m-n−オクチルオキシフェノキシカルボニルアミノ)、スルファモイルアミノ基(好ましくは、炭素数0から30の置換もしくは無置換のスルファモイルアミノ基、例えば、スルファモイルアミノ、N,N−ジメチルアミノスルホニルアミノ、N−n−オクチルアミノスルホニルアミノ)、アルキル及びアリールスルホニルアミノ基(好ましくは炭素数1から30の置換もしくは無置換のアルキルスルホニルアミノ、炭素数6から30の置換もしくは無置換のアリールスルホニルアミノ、例えば、メチルスルホニルアミノ、ブチルスルホニルアミノ、フェニルスルホニルアミノ、2,3,5−トリクロロフェニルスルホニルアミノ、p−メチルフェニルスルホニルアミノ)、メルカプト基、アルキルチオ基(好ましくは、炭素数1から30の置換もしくは無置換のアルキルチオ基、例えばメチルチオ、エチルチオ、n−ヘキサデシルチオ)、アリールチオ基(好ましくは炭素数6から30の置換もしくは無置換のアリールチオ、例えば、フェニルチオ、p−クロロフェニルチオ、m−メトキシフェニルチオ)、ヘテロ環チオ基(好ましくは炭素数2から30の置換または無置換のヘテロ環チオ基、例えば、2−ベンゾチアゾリルチオ、1−フェニルテトラゾール−5−イルチオ)、スルファモイル基(好ましくは炭素数0から30の置換もしくは無置換のスルファモイル基、例えば、N−エチルスルファモイル、N−(3−ドデシルオキシプロピル)スルファモイル、N,N−ジメチルスルファモイル、N−アセチルスルファモイル、N−ベンゾイルスルファモイル、N−(N‘−フェニルカルバモイル)スルファモイル)、スルホ基、アルキル及びアリールスルフィニル基(好ましくは、炭素数1から30の置換または無置換のアルキルスルフィニル基、6から30の置換または無置換のアリールスルフィニル基、例えば、メチルスルフィニル、エチルスルフィニル、フェニルスルフィニル、p−メチルフェニルスルフィニル)、アルキル及びアリールスルホニル基(好ましくは、炭素数1から30の置換または無置換のアルキルスルホニル基、6から30の置換または無置換のアリールスルホニル基、例えば、メチルスルホニル、エチルスルホニル、フェニルスルホニル、p−メチルフェニルスルホニル)、アシル基(好ましくはホルミル基、炭素数2から30の置換または無置換のアルキルカルボニル基、炭素数7から30の置換もしくは無置換のアリールカルボニル基、炭素数4から30の置換もしくは無置換の炭素原子でカルボニル基と結合しているヘテロ環カルボニル基、例えば、アセチル、ピバロイル、2−クロロアセチル、ステアロイル、ベンゾイル、p−n−オクチルオキシフェニルカルボニル、2―ピリジルカルボニル、2―フリルカルボニル)、アリールオキシカルボニル基(好ましくは、炭素数7から30の置換もしくは無置換のアリールオキシカルボニル基、例えば、フェノキシカルボニル、o−クロロフェノキシカルボニル、m−ニトロフェノキシカルボニル、p−t−ブチルフェノキシカルボニル)、アルコキシカルボニル基(好ましくは、炭素数2から30の置換もしくは無置換アルコキシカルボニル基、例えば、メトキシカルボニル、エトキシカルボニル、t−ブトキシカルボニル、n−オクタデシルオキシカルボニル)、カルバモイル基(好ましくは、炭素数1から30の置換もしくは無置換のカルバモイル、例えば、カルバモイル、N−メチルカルバモイル、N,N−ジメチルカルバモイル、N,N−ジ−n−オクチルカルバモイル、N−(メチルスルホニル)カルバモイル)、アリール及びヘテロ環アゾ基(好ましくは炭素数6から30の置換もしくは無置換のアリールアゾ基、炭素数3から30の置換もしくは無置換のヘテロ環アゾ基、例えば、フェニルアゾ、p−クロロフェニルアゾ、5−エチルチオ−1,3,4−チアジアゾール−2−イルアゾ)、イミド基(好ましくは、N−スクシンイミド、N−フタルイミド)、ホスフィノ基(好ましくは、炭素数2から30の置換もしくは無置換のホスフィノ基、例えば、ジメチルホスフィノ、ジフェニルホスフィノ、メチルフェノキシホスフィノ)、ホスフィニル基(好ましくは、炭素数2から30の置換もしくは無置換のホスフィニル基、例えば、ホスフィニル、ジオクチルオキシホスフィニル、ジエトキシホスフィニル)、ホスフィニルオキシ基(好ましくは、炭素数2から30の置換もしくは無置換のホスフィニルオキシ基、例えば、ジフェノキシホスフィニルオキシ、ジオクチルオキシホスフィニルオキシ)、ホスフィニルアミノ基(好ましくは、炭素数2から30の置換もしくは無置換のホスフィニルアミノ基、例えば、ジメトキシホスフィニルアミノ、ジメチルアミノホスフィニルアミノ)、ホスフォ基、シリル基(好ましくは、炭素数3から30の置換もしくは無置換のシリル基、例えば、トリメチルシリル、t−ブチルジメチルシリル、フェニルジメチルシリル)、ヒドラジノ基(好ましくは炭素数0から30の置換もしくは無置換のヒドラジノ基、例えば、トリメチルヒドラジノ)、ウレイド基(好ましくは炭素数0から30の置換もしくは無置換のウレイド基、例えばN,N−ジメチルウレイド)、を表わす。   More specifically, W represents a halogen atom (for example, a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, an iodine atom), an alkyl group [a linear, branched, or cyclic substituted or unsubstituted alkyl group. They are alkyl groups (preferably alkyl groups having 1 to 30 carbon atoms such as methyl, ethyl, n-propyl, isopropyl, t-butyl, n-octyl, eicosyl, 2-chloroethyl, 2-cyanoethyl, 2-ethylhexyl). A cycloalkyl group (preferably a substituted or unsubstituted cycloalkyl group having 3 to 30 carbon atoms, such as cyclohexyl, cyclopentyl, 4-n-dodecylcyclohexyl), a bicycloalkyl group (preferably having 5 to 30 carbon atoms). A substituted or unsubstituted bicycloalkyl group, that is, a monovalent group obtained by removing one hydrogen atom from a bicycloalkane having 5 to 30 carbon atoms, for example, bicyclo [1,2,2] heptan-2-yl, bicyclo [2,2,2] octane-3-yl), a tricyclo structure with more ring structures Domo is intended to cover. An alkyl group (for example, an alkyl group of an alkylthio group) in the substituent described below represents an alkyl group having such a concept, but further includes an alkenyl group and an alkynyl group. ], An alkenyl group [represents a linear, branched or cyclic substituted or unsubstituted alkenyl group. They are alkenyl groups (preferably substituted or unsubstituted alkenyl groups having 2 to 30 carbon atoms, such as vinyl, allyl, prenyl, geranyl, oleyl), cycloalkenyl groups (preferably substituted or substituted groups having 3 to 30 carbon atoms). An unsubstituted cycloalkenyl group, that is, a monovalent group obtained by removing one hydrogen atom of a cycloalkene having 3 to 30 carbon atoms (for example, 2-cyclopenten-1-yl, 2-cyclohexen-1-yl), Bicycloalkenyl group (a substituted or unsubstituted bicycloalkenyl group, preferably a substituted or unsubstituted bicycloalkenyl group having 5 to 30 carbon atoms, that is, a monovalent group obtained by removing one hydrogen atom of a bicycloalkene having one double bond. For example, bicyclo [2,2,1] hept-2-en-1-yl, bicyclo 2,2,2] oct-2-en-4-yl). ], An alkynyl group (preferably a substituted or unsubstituted alkynyl group having 2 to 30 carbon atoms, such as ethynyl, propargyl, trimethylsilylethynyl group)], an aryl group (preferably a substituted or unsubstituted group having 6 to 30 carbon atoms) Aryl groups such as phenyl, p-tolyl, naphthyl, m-chlorophenyl, o-hexadecanoylaminophenyl), heterocyclic groups (preferably 5- or 6-membered substituted or unsubstituted, aromatic or non-aromatic heterocycles) A monovalent group obtained by removing one hydrogen atom from a ring compound, and more preferably a 5- or 6-membered aromatic heterocyclic group having 3 to 30 carbon atoms, such as 2-furyl and 2-thienyl. 2-pyrimidinyl, 2-benzothiazolyl, 1-methyl-2-pyridinio, 1-methyl-2-quinolinio A thione heterocyclic group), a cyano group, a hydroxyl group, a nitro group, a carboxyl group, an alkoxy group (preferably a substituted or unsubstituted alkoxy group having 1 to 30 carbon atoms such as methoxy, ethoxy, iso Propoxy, t-butoxy, n-octyloxy, 2-methoxyethoxy), aryloxy group (preferably a substituted or unsubstituted aryloxy group having 6 to 30 carbon atoms, such as phenoxy, 2-methylphenoxy, 4- t-butylphenoxy, 3-nitrophenoxy, 2-tetradecanoylaminophenoxy), silyloxy group (preferably a silyloxy group having 3 to 20 carbon atoms, such as trimethylsilyloxy, t-butyldimethylsilyloxy), heterocyclic oxy A group (preferably a substitution of 2 to 30 carbon atoms or Unsubstituted heterocyclic oxy group, 1-phenyltetrazol-5-oxy, 2-tetrahydropyranyloxy), acyloxy group (preferably formyloxy group, substituted or unsubstituted alkylcarbonyloxy group having 2 to 30 carbon atoms, A substituted or unsubstituted arylcarbonyloxy group having 6 to 30 carbon atoms, such as formyloxy, acetyloxy, pivaloyloxy, stearoyloxy, benzoyloxy, p-methoxyphenylcarbonyloxy), carbamoyloxy group (preferably having 1 carbon atom) To 30 substituted or unsubstituted carbamoyloxy groups such as N, N-dimethylcarbamoyloxy, N, N-diethylcarbamoyloxy, morpholinocarbonyloxy, N, N-di-n-octylaminocarbonyloxy, N- -Octylcarbamoyloxy), alkoxycarbonyloxy group (preferably a substituted or unsubstituted alkoxycarbonyloxy group having 2 to 30 carbon atoms, such as methoxycarbonyloxy, ethoxycarbonyloxy, t-butoxycarbonyloxy, n-octylcarbonyloxy) An aryloxycarbonyloxy group (preferably a substituted or unsubstituted aryloxycarbonyloxy group having 7 to 30 carbon atoms such as phenoxycarbonyloxy, p-methoxyphenoxycarbonyloxy, pn-hexadecyloxyphenoxycarbonyloxy ), An amino group (preferably an amino group, a substituted or unsubstituted alkylamino group having 1 to 30 carbon atoms, a substituted or unsubstituted aryl group having 6 to 30 carbon atoms, such as amino, Tilamino, dimethylamino, anilino, N-methyl-anilino, diphenylamino), ammonio group (preferably ammonio group, substituted or unsubstituted alkyl having 1 to 30 carbon atoms, aryl, heterocyclic ring substituted ammonio group, for example, Trimethylammonio, triethylammonio, diphenylmethylammonio), acylamino group (preferably formylamino group, substituted or unsubstituted alkylcarbonylamino group having 1 to 30 carbon atoms, substituted or unsubstituted group having 6 to 30 carbon atoms) Arylcarbonylamino groups such as formylamino, acetylamino, pivaloylamino, lauroylamino, benzoylamino, 3,4,5-tri-n-octyloxyphenylcarbonylamino), aminocarbonylamino groups (preferably carbon A substituted or unsubstituted aminocarbonylamino having a number of 1 to 30, for example, carbamoylamino, N, N-dimethylaminocarbonylamino, N, N-diethylaminocarbonylamino, morpholinocarbonylamino), an alkoxycarbonylamino group (preferably having a carbon number) 2 to 30 substituted or unsubstituted alkoxycarbonylamino groups such as methoxycarbonylamino, ethoxycarbonylamino, t-butoxycarbonylamino, n-octadecyloxycarbonylamino, N-methyl-methoxycarbonylamino), aryloxycarbonylamino groups (Preferably, a substituted or unsubstituted aryloxycarbonylamino group having 7 to 30 carbon atoms such as phenoxycarbonylamino, p-chlorophenoxycarbonylamino, mn- Octyloxyphenoxycarbonylamino), a sulfamoylamino group (preferably a substituted or unsubstituted sulfamoylamino group having 0 to 30 carbon atoms, such as sulfamoylamino, N, N-dimethylaminosulfonylamino, N -N-octylaminosulfonylamino), alkyl and arylsulfonylamino groups (preferably substituted or unsubstituted alkylsulfonylamino having 1 to 30 carbon atoms, substituted or unsubstituted arylsulfonylamino having 6 to 30 carbon atoms, for example, Methylsulfonylamino, butylsulfonylamino, phenylsulfonylamino, 2,3,5-trichlorophenylsulfonylamino, p-methylphenylsulfonylamino), mercapto group, alkylthio group (preferably having 1 to 30 carbon atoms) Or an unsubstituted alkylthio group such as methylthio, ethylthio, n-hexadecylthio), an arylthio group (preferably a substituted or unsubstituted arylthio having 6 to 30 carbon atoms such as phenylthio, p-chlorophenylthio, m-methoxyphenylthio) ), A heterocyclic thio group (preferably a substituted or unsubstituted heterocyclic thio group having 2 to 30 carbon atoms, such as 2-benzothiazolylthio, 1-phenyltetrazol-5-ylthio), a sulfamoyl group (preferably carbon 0 or 30 substituted or unsubstituted sulfamoyl groups such as N-ethylsulfamoyl, N- (3-dodecyloxypropyl) sulfamoyl, N, N-dimethylsulfamoyl, N-acetylsulfamoyl, N -Benzoylsulfamoyl, N- (N'-pheny Carbamoyl) sulfamoyl), sulfo groups, alkyl and arylsulfinyl groups (preferably substituted or unsubstituted alkylsulfinyl groups having 1 to 30 carbon atoms, substituted or unsubstituted arylsulfinyl groups having 6 to 30 carbon atoms, such as methylsulfinyl, Ethylsulfinyl, phenylsulfinyl, p-methylphenylsulfinyl), alkyl and arylsulfonyl groups (preferably substituted or unsubstituted alkylsulfonyl groups having 1 to 30 carbon atoms, substituted or unsubstituted arylsulfonyl groups having 6 to 30 carbon atoms, For example, methylsulfonyl, ethylsulfonyl, phenylsulfonyl, p-methylphenylsulfonyl), acyl group (preferably formyl group, substituted or unsubstituted alkylcarbonyl group having 2 to 30 carbon atoms, 7 to 30 carbon atoms) A substituted or unsubstituted arylcarbonyl group, a heterocyclic carbonyl group bonded to a carbonyl group with a substituted or unsubstituted carbon atom having 4 to 30 carbon atoms, such as acetyl, pivaloyl, 2-chloroacetyl, stearoyl, benzoyl , Pn-octyloxyphenylcarbonyl, 2-pyridylcarbonyl, 2-furylcarbonyl), an aryloxycarbonyl group (preferably a substituted or unsubstituted aryloxycarbonyl group having 7 to 30 carbon atoms, such as phenoxycarbonyl, o-chlorophenoxycarbonyl, m-nitrophenoxycarbonyl, pt-butylphenoxycarbonyl), an alkoxycarbonyl group (preferably a substituted or unsubstituted alkoxycarbonyl group having 2 to 30 carbon atoms, such as methoxycarbonyl Ethoxycarbonyl, t-butoxycarbonyl, n-octadecyloxycarbonyl), a carbamoyl group (preferably a substituted or unsubstituted carbamoyl having 1 to 30 carbon atoms such as carbamoyl, N-methylcarbamoyl, N, N-dimethylcarbamoyl, N, N-di-n-octylcarbamoyl), N- (methylsulfonyl) carbamoyl), aryl and heterocyclic azo groups (preferably substituted or unsubstituted arylazo groups having 6 to 30 carbon atoms, substitutions having 3 to 30 carbon atoms) Or an unsubstituted heterocyclic azo group such as phenylazo, p-chlorophenylazo, 5-ethylthio-1,3,4-thiadiazol-2-ylazo), an imide group (preferably N-succinimide, N-phthalimide), Phosphino group (preferably having 2 carbon atoms 30 substituted or unsubstituted phosphino groups such as dimethylphosphino, diphenylphosphino, methylphenoxyphosphino), phosphinyl groups (preferably substituted or unsubstituted phosphinyl groups having 2 to 30 carbon atoms such as phosphinyl, Dioctyloxyphosphinyl, diethoxyphosphinyl), phosphinyloxy group (preferably a substituted or unsubstituted phosphinyloxy group having 2 to 30 carbon atoms, such as diphenoxyphosphinyloxy, dioctyloxy Phosphinyloxy), phosphinylamino group (preferably a substituted or unsubstituted phosphinylamino group having 2 to 30 carbon atoms, such as dimethoxyphosphinylamino, dimethylaminophosphinylamino), phospho group A silyl group (preferably having 3 to 30 substituted or unsubstituted silyl groups such as trimethylsilyl, t-butyldimethylsilyl, phenyldimethylsilyl), hydrazino groups (preferably substituted or unsubstituted hydrazino groups having 0 to 30 carbon atoms such as trimethylhydrazino) , A ureido group (preferably a substituted or unsubstituted ureido group having 0 to 30 carbon atoms, such as N, N-dimethylureido).

また、2つのWが共同して環(芳香族、又は非芳香族の炭化水素環、又は複素環。これらは、さらに組み合わされて多環縮合環を形成することができる。例えばベンゼン環、ナフタレン環、アントラセン環、フェナントレン環、フルオレン環、トリフェニレン環、ナフタセン環、ビフェニル環、ピロール環、フラン環、チオフェン環、イミダゾール環、オキサゾール環、チアゾール環、ピリジン環、ピラジン環、ピリミジン環、ピリダジン環、インドリジン環、インドール環、ベンゾフラン環、ベンゾチオフェン環、イソベンゾフラン環、キノリジン環、キノリン環、フタラジン環、ナフチリジン環、キノキサリン環、キノキサゾリン環、イソキノリン環、カルバゾール環、フェナントリジン環、アクリジン環、フェナントロリン環、チアントレン環、クロメン環、キサンテン環、フェノキサチイン環、フェノチアジン環、フェナジン環、が挙げられる。)を形成することもできる。   In addition, two Ws can be combined to form a ring (aromatic or non-aromatic hydrocarbon ring or heterocyclic ring. These can be further combined to form a polycyclic fused ring. For example, a benzene ring or naphthalene. Ring, anthracene ring, phenanthrene ring, fluorene ring, triphenylene ring, naphthacene ring, biphenyl ring, pyrrole ring, furan ring, thiophene ring, imidazole ring, oxazole ring, thiazole ring, pyridine ring, pyrazine ring, pyrimidine ring, pyridazine ring, Indolizine ring, indole ring, benzofuran ring, benzothiophene ring, isobenzofuran ring, quinolidine ring, quinoline ring, phthalazine ring, naphthyridine ring, quinoxaline ring, quinoxazoline ring, isoquinoline ring, carbazole ring, phenanthridine ring, acridine ring, Phenanthroline ring, thian Ren ring, chromene ring, xanthene ring, phenoxathiin ring, a phenothiazine ring and a phenazine ring.) May also be formed.

上記の置換基Wの中で、水素原子を有するものは、これを取り去り更に上記の基で置換されていても良い。そのような置換基の例としては、−CONHSO2−基(スルホニルカルバモイル基、カルボニルスルファモイル基)、−CONHCO−基(カルボニルカルバモイル基)、または−SO2NHSO2−基(スルフォニルスルファモイル基)、が挙げられる。
より具体的には、アルキルカルボニルアミノスルホニル基(例えば、アセチルアミノスルホニル)、アリールカルボニルアミノスルホニル基(例えば、ベンゾイルアミノスルホニル基)、アルキルスルホニルアミノカルボニル基(例えば、メチルスルホニルアミノカルボニル)、またはアリールスルホニルアミノカルボニル基(例えば、p−メチルフェニルスルホニルアミノカルボニル)が挙げられる。
Among the above substituents W, those having a hydrogen atom may be substituted with the above groups by removing this. Examples of such substituents, -CONHSO 2 - group (sulfonylcarbamoyl group, a carbonyl sulfamoyl group), - CONHCO- group (carbonylation carbamoyl group), or -SO 2 NHSO 2 - group (sulfonylsulfamoyl Group).
More specifically, an alkylcarbonylaminosulfonyl group (eg, acetylaminosulfonyl), an arylcarbonylaminosulfonyl group (eg, benzoylaminosulfonyl group), an alkylsulfonylaminocarbonyl group (eg, methylsulfonylaminocarbonyl), or arylsulfonyl An aminocarbonyl group (for example, p-methylphenylsulfonylaminocarbonyl) is mentioned.

103は含窒素複素環、好ましくは5又は6員の含窒素複素環を形成するのに必要な原子群を表す。ただし、これらに環が縮環していても良い置換基を有していても良い。環としては、芳香族環、又は非芳香族環のいずれでも、また炭化水素環、又は複素環のいずれでも良い。好ましくは芳香族環であり、例えばベンゼン環、ナフタレン環などの炭化水素芳香族環や、ピラジン環、チオフェン環などの複素芳香族環が挙げられる。置換基としては前述のWが挙げられる。 Z 103 represents an atomic group necessary for forming a nitrogen-containing heterocyclic ring, preferably a 5- or 6-membered nitrogen-containing heterocyclic ring. However, these may have a substituent on which a ring may be condensed. The ring may be either an aromatic ring or a non-aromatic ring, and may be either a hydrocarbon ring or a heterocyclic ring. An aromatic ring is preferred, and examples thereof include hydrocarbon aromatic rings such as benzene ring and naphthalene ring, and heteroaromatic rings such as pyrazine ring and thiophene ring. Examples of the substituent include the aforementioned W.

含窒素複素環として、具体的にはチアゾリン核、チアゾール核、ベンゾチアゾール核、オキサゾリン核、オキサゾール核、ベンゾオキサゾール核、セレナゾリン核、セレナゾール核、ベンゾセレナゾール核、テルラゾリン核、テルラゾール核、ベンゾテルラゾール核、3,3−ジアルキルインドレニン核(例えば3,3−ジメチルインドレニン)、イミダゾリン核、イミダゾール核、ベンゾイミダゾール核、ピロリン核、2−ピリジン核、4−ピリジン核、2−キノリン核、4−キノリン核、1−イソキノリン核、3−イソキノリン核、イミダゾ〔4,5−b〕キノキザリン核、オキサジアゾール核、チアジアゾール核、ピラゾール核、テトラゾール核、ピリミジン核などを挙げることができるが、好ましくはベンゾチアゾール核、ベンゾオキサゾール核、3,3−ジアルキルインドレニン核(例えば3,3−ジメチルインドレニン)、ベンゾイミダゾール核、2−ピリジン核、4−ピリジン核、2−キノリン核、4−キノリン核、1−イソキノリン核、または3−イソキノリン核が挙げられる。   Specific examples of nitrogen-containing heterocycles include thiazoline nucleus, thiazole nucleus, benzothiazole nucleus, oxazoline nucleus, oxazole nucleus, benzoxazole nucleus, selenazoline nucleus, selenazole nucleus, benzoselenazole nucleus, tellurazoline nucleus, tellurazole nucleus, benzotelrazole Nucleus, 3,3-dialkylindolenine nucleus (for example, 3,3-dimethylindolenine), imidazoline nucleus, imidazole nucleus, benzimidazole nucleus, pyrroline nucleus, 2-pyridine nucleus, 4-pyridine nucleus, 2-quinoline nucleus, 4 -Quinoline nucleus, 1-isoquinoline nucleus, 3-isoquinoline nucleus, imidazo [4,5-b] quinoxaline nucleus, oxadiazole nucleus, thiadiazole nucleus, pyrazole nucleus, tetrazole nucleus, pyrimidine nucleus, and the like are preferable. Is the benzothiazole nucleus, benzoo Sazole nucleus, 3,3-dialkylindolenine nucleus (for example, 3,3-dimethylindolenine), benzimidazole nucleus, 2-pyridine nucleus, 4-pyridine nucleus, 2-quinoline nucleus, 4-quinoline nucleus, 1-isoquinoline nucleus Or a 3-isoquinoline nucleus.

これらには、前述のWで表される置換基、及び環が置換していても縮合していても良い。好ましいものは、アルキル基、アリール基、芳香族複素環基(好ましくは5員)、アルコキシ基、ハロゲン原子、芳香環縮合、スルホ基、カルボキシル基、またはヒドロキシル基である。   These may be substituted or condensed with the above-described substituent represented by W and the ring. Preferred are an alkyl group, an aryl group, an aromatic heterocyclic group (preferably 5 members), an alkoxy group, a halogen atom, an aromatic ring condensation, a sulfo group, a carboxyl group, or a hydroxyl group.

103によって形成される複素環の具体例としては、米国特許第5,340,694号第23〜24欄のZ11、Z12、Z13、Z14、及びZ16の例として挙げられているものと同様なものが挙げられる。 Specific examples of the heterocyclic ring formed by Z 103 is, Z 11 of U.S. Patent No. 5,340,694 No. 23-24 column, Z 12, Z 13, Z 14, and are mentioned as examples of Z 16 The thing similar to what is there is mentioned.

103として好ましくはベンゾチアゾール核、ベンゾオキサゾール核、3,3−ジアルキルインドレニン核(例えば3,3−ジメチルインドレニン)、またはベンゾイミダゾール核であり、さらに好ましくはベンゾオキサゾール核、ベンゾチアゾール核、または3,3−ジアルキルインドレニン核であり、特に好ましくはベンゾオキサゾール核、またはベンゾチアゾール核である。これら核上の置換基Wとして、好ましくはハロゲン原子、アリール基、芳香族複素環基(好ましくは5員)、または芳香環縮合であり、特に好ましくは、5員の芳香族複素環基、または2環以上の芳香環縮合である。5員の芳香族複素環基として好ましくは、フラン環、チオフェン環、又はピロール環であり、2環以上の芳香環縮合として好ましくはベンゾフラン環縮合である。これらの置換基、又は縮環としては、前述のWが挙げられる。また、置換位置として好ましくは5位である。 Z 103 is preferably a benzothiazole nucleus, a benzoxazole nucleus, a 3,3-dialkylindolenine nucleus (for example, 3,3-dimethylindolenine) or a benzimidazole nucleus, more preferably a benzoxazole nucleus, a benzothiazole nucleus, Or a 3,3-dialkylindolenine nucleus, particularly preferably a benzoxazole nucleus or a benzothiazole nucleus. The substituent W on these nuclei is preferably a halogen atom, an aryl group, an aromatic heterocyclic group (preferably a 5-membered), or an aromatic ring condensation, particularly preferably a 5-membered aromatic heterocyclic group, or It is an aromatic ring condensation of two or more rings. The 5-membered aromatic heterocyclic group is preferably a furan ring, a thiophene ring, or a pyrrole ring, and the aromatic ring condensation of two or more rings is preferably a benzofuran ring condensation. Examples of these substituents or condensed rings include the aforementioned W. The substitution position is preferably the 5-position.

104とZ104’と(N−R104)q101はそれぞれ一緒になって、環、又は非環式の酸性末端基を形成するために必要な原子群を表わす。ここで環としてはいかなるものでも良いが、好ましくは複素環(好ましくは5又は6員の複素環)であり、さらに酸性核が好ましい。次に、酸性核及び非環式の酸性末端基について説明する。酸性核及び非環式の酸性末端基は、いかなる一般のメロシアニン色素の酸性核及び非環式の酸性末端基の形をとることもできる。好ましい形においてZ104は−(C=S)−で表されるチオカルボニル基(チオエステル基、チオカルバモイル基等を含む)、−(C=O)−で表されるカルボニル基(エステル基、カルバモイル基等を含む)、−(SO2)−で表されるスルホニル基(スルホン酸エステル基、スルファモイル基等を含む)、−(S=O)−で表されるスルフィニル基、またはシアノ基、であり、さらに好ましくはチオカルボニル基、またはカルボニル基である。Z104’は酸性核及び非環式の酸性末端基を形成するために必要な残りの原子群を表す。非環式の酸性末端基を形成する場合は、好ましくはチオカルボニル基、カルボニル基、スルホニル基、スルフィニル基、シアノ基などである。また、これらの酸性核、又は非環式の酸性末端基を形成しているカルボニル基もしくはチオカルボニル基を、酸性核、又は非環式の酸性末端基の原料となる活性メチレン化合物の活性メチレン位で置換したエキソメチレンを有する構造、及びこれらを繰り返した構造を用いることもできる。酸性核を酸性核で置換した場合は、色素としてはいわゆる3核メロシアニン、4核メロシアニン等を形成し、酸性末端基を酸性末端基で置換した場合としては、末端にジシアノメチレン基とシアノ基を持つもの等が挙げられる。
101は0又は1であるが、好ましくは1である。
Z 104 , Z 104 ′, and (N—R 104 ) q 101 each represent a group of atoms necessary to form a ring or an acyclic acidic end group. Here, any ring may be used, but a heterocyclic ring (preferably a 5- or 6-membered heterocyclic ring) is preferable, and an acidic nucleus is more preferable. Next, an acidic nucleus and an acyclic acidic terminal group will be described. The acidic nuclei and acyclic acidic end groups can take the form of the acidic nuclei and acyclic acidic end groups of any common merocyanine dye. In a preferred form, Z104 is a thiocarbonyl group represented by-(C = S)-(including thioester group, thiocarbamoyl group, etc.), a carbonyl group represented by-(C = O)-(ester group, carbamoyl). A sulfonyl group (including a sulfonate group, a sulfamoyl group, etc.) represented by-(SO 2 )-, a sulfinyl group represented by-(S═O)-, or a cyano group. And more preferably a thiocarbonyl group or a carbonyl group. Z 104 ′ represents the remaining atomic group necessary to form an acidic nucleus and an acyclic acidic end group. In the case of forming an acyclic acidic terminal group, a thiocarbonyl group, a carbonyl group, a sulfonyl group, a sulfinyl group, a cyano group and the like are preferable. In addition, these acidic nuclei, or the carbonyl group or thiocarbonyl group forming the acyclic acidic terminal group, can be converted into the active methylene position of the active methylene compound that is the raw material of the acidic nucleus or the acyclic acidic terminal group. It is also possible to use a structure having exomethylene substituted with and a structure in which these are repeated. When an acidic nucleus is substituted with an acidic nucleus, a so-called trinuclear merocyanine, tetranuclear merocyanine, or the like is formed as a dye. What you have.
q 101 is 0 or 1, but preferably 1.

ここでいう酸性核及び非環式の酸性末端基は、例えばジェイムス(James)編「ザ・セオリー・オブ・ザ・フォトグラフィック・プロセス」(The Theory of the Photographic Process)第4版、マクミラン出版社、1977年、197〜200頁に記載されている。ここでは、非環式の酸性末端基とは、酸性すなわち電子受容性の末端基のうち、環を形成しないものを意味することとする。酸性核及び非環式の酸性末端基は、具体的には、米国特許第3、567、719号、第3、575、869号、第3、804、634号、第3、837、862号、第4、002、480号、第4、925、777号、特開平3ー167546号、米国特許第5,994,051号、米国特許5,747,236号などに記載されているものが挙げられる。   The acidic nuclei and acyclic acidic terminal groups mentioned here are, for example, “The Theory of the Photographic Process” edited by James, 4th edition, Macmillan Publishing Co., Ltd. 1977, pp. 197-200. Here, an acyclic acidic terminal group means an acidic or electron-accepting terminal group that does not form a ring. Acid nuclei and acyclic acidic end groups are specifically described in U.S. Pat. Nos. 3,567,719, 3,575,869, 3,804,634, 3,837,862. No. 4,002,480, No. 4,925,777, JP-A-3-167546, US Pat. No. 5,994,051, US Pat. No. 5,747,236, etc. Can be mentioned.

酸性核は、炭素、窒素、及び/又はカルコゲン(典型的には酸素、硫黄、セレン、及びテルル)原子からなる複素環(好ましくは5員又は6員の含窒素複素環)を形成するとき好ましく、さらに好ましくは炭素、窒素、及び/又はカルコゲン(典型的には酸素、硫黄、セレン、及びテルル)原子からなる5員又は6員の含窒素複素環を形成するときである。具体的には、例えば次の核が挙げられる。   The acidic nucleus is preferred when forming a heterocycle (preferably a 5- or 6-membered nitrogen-containing heterocycle) composed of carbon, nitrogen, and / or chalcogen (typically oxygen, sulfur, selenium, and tellurium) atoms. More preferably, when forming a 5- or 6-membered nitrogen-containing heterocycle consisting of carbon, nitrogen, and / or chalcogen (typically oxygen, sulfur, selenium, and tellurium) atoms. Specifically, for example, the following nuclei can be mentioned.

2−ピラゾリン−5−オン、ピラゾリジン−3、5−ジオン、イミダゾリン−5−オン、ヒダントイン、2または4−チオヒダントイン、2−イミノオキサゾリジン−4−オン、2−オキサゾリンー5ーオン、2―チオオキサゾリジンー2、5―ジオン、2ーチオオキサゾリンー2、4−ジオン、イソオキサゾリン−5−オン、2−チアゾリン−4−オン、チアゾリジン−4−オン、チアゾリジン−2、4−ジオン、ローダニン、チアゾリジン−2、4−ジチオン、イソローダニン、インダン−1、3−ジオン、チオフェン−3−オン、チオフェン−3−オン−1、1−ジオキシド、インドリン−2−オン、インドリン−3−オン、2−オキソインダゾリニウム、3−オキソインダゾリニウム、5、7−ジオキソ−6、7−ジヒドロチアゾロ[3,2−a]ピリミジン、シクロヘキサン−1、3−ジオン、3、4−ジヒドロイソキノリン−4−オン、1、3−ジオキサン−4、6−ジオン、バルビツール酸、2ーチオバルビツール酸、クロマン−2、4−ジオン、インダゾリン−2−オン、ピリド[1,2−a]ピリミジン−1、3−ジオン、ピラゾロ[1,5−b]キナゾロン、ピラゾロ[1,5−a]ベンゾイミダゾール、ピラゾロピリドン、1、2、3、4−テトラヒドロキノリン−2、4−ジオン、3−オキソ−2、3−ジヒドロベンゾ[d]チオフェン−1、1−ジオキサイド、3−ジシアノメチン−2、3−ジヒドロベンゾ[d]チオフェン−1、1−ジオキサイドの核。   2-pyrazolin-5-one, pyrazolidine-3,5-dione, imidazolin-5-one, hydantoin, 2 or 4-thiohydantoin, 2-iminooxazolidine-4-one, 2-oxazoline-5-one, 2-thiooxazolidine -2,5-dione, 2-thiooxazoline-2,4-dione, isoxazoline-5-one, 2-thiazoline-4-one, thiazolidine-4-one, thiazolidine-2, 4-dione, rhodanine, thiazolidine -2,4-dithione, isorhodanine, indan-1,3-dione, thiophen-3-one, thiophen-3-one-1,1-dioxide, indoline-2-one, indoline-3-one, 2-oxo Indazolinium, 3-oxoindazolinium, 5,7-dioxo-6,7-dihydrothiazolo 3,2-a] pyrimidine, cyclohexane-1,3-dione, 3,4-dihydroisoquinolin-4-one, 1,3-dioxane-4,6-dione, barbituric acid, 2-thiobarbituric acid, Chroman-2,4-dione, indazolin-2-one, pyrido [1,2-a] pyrimidine-1,3-dione, pyrazolo [1,5-b] quinazolone, pyrazolo [1,5-a] benzimidazole , Pyrazolopyridone, 1,2,3,4-tetrahydroquinoline-2,4-dione, 3-oxo-2,3-dihydrobenzo [d] thiophene-1,1-dioxide, 3-dicyanomethine-2,3- Dihydrobenzo [d] thiophene-1, 1-dioxide nucleus.

これらの酸性核、及び非環式の酸性末端基には、環が縮環していても、置換基(例えば前述のW)が置換していても良い。   These acidic nuclei and acyclic acidic end groups may be condensed with a ring or may be substituted with a substituent (for example, the aforementioned W).

酸性核として好ましくは、ヒダントイン、2または4−チオヒダントイン、2−オキサゾリン−5−オン、2−チオオキサゾリン−2、4−ジオン、チアゾリジン−2、4−ジオン、ローダニン、チアゾリジン−2、4−ジチオン、バルビツール酸、または2−チオバルビツール酸であり、さらに好ましくは、ヒダントイン、2または4−チオヒダントイン、2−オキサゾリン−5−オン、ローダニン、バルビツール酸、または2−チオバルビツール酸であり、特に好ましくは2または4−チオヒダントイン、2−オキサゾリン−5−オン、ローダニン、またはバルビツール酸であリ、最も好ましくはバルビツール酸である。   Preferably as the acidic nucleus, hydantoin, 2 or 4-thiohydantoin, 2-oxazolin-5-one, 2-thiooxazoline-2, 4-dione, thiazolidine-2, 4-dione, rhodanine, thiazolidine-2, 4- Dithione, barbituric acid, or 2-thiobarbituric acid, more preferably hydantoin, 2 or 4-thiohydantoin, 2-oxazolin-5-one, rhodanine, barbituric acid, or 2-thiobarbituric acid Particularly preferred is 2 or 4-thiohydantoin, 2-oxazolin-5-one, rhodanine, or barbituric acid, and most preferred is barbituric acid.

103、及びR104は各々独立に、水素原子、アルキル基、アリール基、及び複素環基であり、好ましくはアルキル基、アリール基、及び複素環基である。R103、及びR104として表されるアルキル基、アリール基、及び複素環基として、具体的には、例えば、好ましくは炭素原子1から18、さらに好ましくは1から7、特に好ましくは1から4の無置換アルキル基(例えば、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、イソブチル、ヘキシル、オクチル、ドデシル、オクタデシル)、好ましくは炭素原子1から18、さらに好ましくは1から7、特に好ましくは1から4の置換アルキル基{例えば置換基として前述のWが置換したアルキル基が挙げられる。好ましくはアラルキル基(例えばベンジル、2−フェニルエチル、2−(4−ビフェニル)エチル、2−スルホベンジル、4−スルホベンジル、4−スルホフェネチル、4−ホスホベンジル、4−カルボキシベンジル)、不飽和炭化水素基(例えばアリル基、ビニル基、すなわち、ここでは置換アルキル基にアルケニル基、アルキニル基も含まれることとする。)、ヒドロキシアルキル基(例えば、2−ヒドロキシエチル、3−ヒドロキシプロピル)、酸基が置換したアルキル基、カルボキシアルキル基(例えば、2−カルボキシエチル、3−カルボキシプロピル、4−カルボキシブチル、カルボキシメチル)、アルコキシアルキル基(例えば、2−メトキシエチル、2−(2−メトキシエトキシ)エチル)、アリーロキシアルキル基(例えば2−フェノキシエチル、2−(4−ビフェニロキシ)エチル、2−(1−ナフトキシ)エチル、2−(4−スルホフェノキシ)エチル、2−(2−ホスホフェノキシ)エチル)、アルコキシカルボニルアルキル基(例えばエトキシカルボニルメチル、2−ベンジルオキシカルボニルエチル)、アリーロキシカルボニルアルキル基(例えば3−フェノキシカルボニルプロピル、3−スルホフェノキシカルボニルプロピル)、アシルオキシアルキル基(例えば2−アセチルオキシエチル)、アシルアルキル基(例えば2−アセチルエチル)、カルバモイルアルキル基(例えば2−モルホリノカルボニルエチル)、スルファモイルアルキル基(例えばN,N−ジメチルスルファモイルメチル)、スルホアルキル基(例えば、2−スルホエチル、3−スルホプロピル、3−スルホブチル、4−スルホブチル、2−[3−スルホプロポキシ]エチル、2−ヒドロキシ−3−スルホプロピル、3−スルホプロポキシエトキシエチル、3−フェニル−3−スルホプロピル、4−フェニル−4−スルホブチル、3−(2−ピリジル)−3−スルホプロピル)、スルホアルケニル基、スルファトアルキル基(例えば、2−スルファトエチル基、3−スルファトプロピル、4−スルファトブチル)、複素環置換アルキル基(例えば2−(ピロリジン−2−オン−1−イル)エチル、2−(2−ピリジル)エチル、テトラヒドロフルフリル、3−ピリジニオプロピル)、アルキルスルホニルカルバモイルアルキル基(例えばメタンスルホニルカルバモイルメチル基)、アシルカルバモイルアルキル基(例えばアセチルカルバモイルメチル基)、アシルスルファモイルアルキル基(例えばアセチルスルファモイルメチル基)、アルキルスルフォニルスルファモイルアルキル基(例えばメタンスルフォニルスルファモイルメチル基)、アンモニオアルキル基(例えば、3−(トリメチルアンモニオ)プロピル、3−アンモニオプロピル)、アミノアルキル基(例えば、3−アミノプロピル、3−(ジメチルアミノ)プロピル、4−(メチルアミノ)ブチル)、グアニジノアルキル基(例えば、4−グアニジノブチル)}、好ましくは炭素数6から20、さらに好ましくは炭素数6から10、さ特に好ましくは炭素数6から8の、置換または無置換アリール基(置換アリール基としては例えば置換基の例として挙げた前述のWが置換したアリール基が挙げられる。具体的にはフェニル、1−ナフチル、p−メトキシフェニル、p−メチルフェニル、p−クロロフェニル、ビフェニル、4−スルホフェニル、4−スルホナフチルなどが挙げられる。)、好ましくは炭素数1から20、さらに好ましくは炭素数3から10、特に好ましくは炭素数4から8の、置換または無置換複素環基(置換複素環基としては置換基の例として挙げた前述のWが置換した複素環基が挙げられる。具体的には2−フリル、2−チエニル、2−ピリジル、3−ピラゾリル、3−イソオキサゾリル、3−イソチアゾリル、2−イミダゾリル、2−オキサゾリル、2−チアゾリル、2−ピリダジル、2−ピリミジル、3−ピラジル、2−(1,3,5-トリアゾリル)、3−(1,2,4-トリアゾリル)、5−テトラゾリル、5−メチル−2−チエニル、4−メトキシ−2−ピリジル、4−スルホ−2−ピリジルなどが挙げられる。)が挙げられる。
上述の酸基について説明する。酸基とは、解離性プロトンを有する基である。
具体的には、例えばスルホ基、カルボキシル基、スルファト基、−CONHSO2−基(スルホニルカルバモイル基、カルボニルスルファモイル基)、−CONHCO−基(カルボニルカルバモイル基)、−SO2NHSO2−基(スルフォニルスルファモイル基)、スルホンアミド基、スルファモイル基、ホスファト基、ホスホノ基、ボロン酸基、フェノール性水酸基、など、これらのpkaと周りのpHによっては、プロトンが解離する基が挙げられる。例えばpH5〜11の間で90%以上解離することが可能なプロトン解離性酸性基が好ましい。 さらに好ましくはスルホ基、カルボキシル基、−CONHSO2−基、−CONHCO−基、−SO2NHSO2−基である。
R 103 and R 104 are each independently a hydrogen atom, an alkyl group, an aryl group, and a heterocyclic group, preferably an alkyl group, an aryl group, and a heterocyclic group. Specific examples of the alkyl group, aryl group, and heterocyclic group represented by R 103 and R 104 include, for example, preferably 1 to 18 carbon atoms, more preferably 1 to 7 carbon atoms, and particularly preferably 1 to 4 carbon atoms. An unsubstituted alkyl group (for example, methyl, ethyl, propyl, isopropyl, butyl, isobutyl, hexyl, octyl, dodecyl, octadecyl), preferably 1 to 18, more preferably 1 to 7, particularly preferably 1 to 4. Substituted alkyl group {for example, an alkyl group substituted with the aforementioned W as a substituent. Preferably an aralkyl group (eg benzyl, 2-phenylethyl, 2- (4-biphenyl) ethyl, 2-sulfobenzyl, 4-sulfobenzyl, 4-sulfophenethyl, 4-phosphobenzyl, 4-carboxybenzyl), unsaturated A hydrocarbon group (for example, an allyl group, a vinyl group, that is, a substituted alkyl group also includes an alkenyl group and an alkynyl group), a hydroxyalkyl group (for example, 2-hydroxyethyl, 3-hydroxypropyl), An alkyl group substituted with an acid group, a carboxyalkyl group (for example, 2-carboxyethyl, 3-carboxypropyl, 4-carboxybutyl, carboxymethyl), an alkoxyalkyl group (for example, 2-methoxyethyl, 2- (2-methoxy) Ethoxy) ethyl), aryloxyalkyl groups (eg 2-phenoxyethyl, 2- (4-biphenyloxy) ethyl, 2- (1-naphthoxy) ethyl, 2- (4-sulfophenoxy) ethyl, 2- (2-phosphophenoxy) ethyl), an alkoxycarbonylalkyl group (for example, Ethoxycarbonylmethyl, 2-benzyloxycarbonylethyl), aryloxycarbonylalkyl groups (eg 3-phenoxycarbonylpropyl, 3-sulfophenoxycarbonylpropyl), acyloxyalkyl groups (eg 2-acetyloxyethyl), acylalkyl groups (eg 2-acetylethyl), a carbamoylalkyl group (for example, 2-morpholinocarbonylethyl), a sulfamoylalkyl group (for example, N, N-dimethylsulfamoylmethyl), a sulfoalkyl group (for example, 2-sulfoethyl, 3 Sulfopropyl, 3-sulfobutyl, 4-sulfobutyl, 2- [3-sulfopropoxy] ethyl, 2-hydroxy-3-sulfopropyl, 3-sulfopropoxyethoxyethyl, 3-phenyl-3-sulfopropyl, 4-phenyl- 4-sulfobutyl, 3- (2-pyridyl) -3-sulfopropyl), sulfoalkenyl group, sulfatoalkyl group (for example, 2-sulfatoethyl group, 3-sulfatopropyl, 4-sulfatobutyl), hetero Ring-substituted alkyl groups (for example 2- (pyrrolidin-2-one-1-yl) ethyl, 2- (2-pyridyl) ethyl, tetrahydrofurfuryl, 3-pyridiniopropyl), alkylsulfonylcarbamoylalkyl groups (for example methane Sulfonylcarbamoylmethyl group), acylcarbamoylalkyl group (for example, Acetylcarbamoylmethyl group), acylsulfamoylalkyl group (for example, acetylsulfamoylmethyl group), alkylsulfonylsulfamoylalkyl group (for example, methanesulfonylsulfamoylmethyl group), ammonioalkyl group (for example, 3- (Trimethylammonio) propyl, 3-ammoniopropyl), aminoalkyl groups (eg, 3-aminopropyl, 3- (dimethylamino) propyl, 4- (methylamino) butyl), guanidinoalkyl groups (eg, 4-aminopropyl) Guanidinobutyl)}, preferably 6 to 20 carbon atoms, more preferably 6 to 10 carbon atoms, particularly preferably 6 to 8 carbon atoms, substituted or unsubstituted aryl groups (examples of substituted aryl groups include substituent groups) As mentioned above, the aryl group substituted by the aforementioned W is exemplified. It is. Specific examples include phenyl, 1-naphthyl, p-methoxyphenyl, p-methylphenyl, p-chlorophenyl, biphenyl, 4-sulfophenyl, 4-sulfonaphthyl and the like. ), Preferably 1 to 20 carbon atoms, more preferably 3 to 10 carbon atoms, and particularly preferably 4 to 8 carbon atoms, a substituted or unsubstituted heterocyclic group (the substituted heterocyclic group is exemplified as a substituent) Specific examples include heterocyclic groups substituted with the aforementioned W. Specifically, 2-furyl, 2-thienyl, 2-pyridyl, 3-pyrazolyl, 3-isoxazolyl, 3-isothiazolyl, 2-imidazolyl, 2-oxazolyl, 2 -Thiazolyl, 2-pyridyl, 2-pyrimidyl, 3-pyrazyl, 2- (1,3,5-triazolyl), 3- (1,2,4-triazolyl), 5-tetrazolyl, 5-methyl-2-thienyl , 4-methoxy-2-pyridyl, 4-sulfo-2-pyridyl, etc.).
The above acid group will be described. An acid group is a group having a dissociable proton.
Specifically, for example, sulfo group, carboxyl group, sulfato group, —CONHSO 2 — group (sulfonylcarbamoyl group, carbonylsulfamoyl group), —CONHCO— group (carbonylcarbamoyl group), —SO 2 NHSO 2 — group ( Sulfonylsulfamoyl groups), sulfonamido groups, sulfamoyl groups, phosphato groups, phosphono groups, boronic acid groups, phenolic hydroxyl groups, and the like, groups that can dissociate protons depending on their pka and surrounding pH. For example, a proton dissociable acidic group capable of dissociating 90% or more between pH 5-11 is preferable. More preferred are a sulfo group, a carboxyl group, a —CONHSO 2 — group, a —CONHCO— group, and a —SO 2 NHSO 2 — group.

103、及びR104で表される置換基として好ましくは無置換アルキル基、置換アルキル基である。 The substituent represented by R 103 and R 104 is preferably an unsubstituted alkyl group or a substituted alkyl group.

108、L109、L110、及びL111はそれぞれ独立にメチン基を表す。L108〜L111で表されるメチン基は置換基を有していても良く、置換基としては前述のWが挙げられる。例えば置換又は無置換の炭素数1から15、好ましくは炭素数1から10、特に好ましくは炭素数1から5のアルキル基(例えば、メチル、エチル、2−カルボキシエチル)、置換または無置換の炭素数6から20、好ましくは炭素数6から15、更に好ましくは炭素数6から10のアリール基(例えばフェニル、o−カルボキシフェニル)、置換または無置換の炭素数3から20、好ましくは炭素数4から15、更に好ましくは炭素数6から10の複素環基(例えばN,N−ジメチルバルビツール酸基)、ハロゲン原子(例えば塩素、臭素、沃素、フッ素)、炭素数1から15、好ましくは炭素数1から10、更に好ましくは炭素数1から5のアルコキシ基(例えばメトキシ、エトキシ)、炭素数0から15、好ましくは炭素数2から10、更に好ましくは炭素数4から10のアミノ基(例えばメチルアミノ、N,N−ジメチルアミノ、N−メチル−N−フェニルアミノ、N−メチルピペラジノ)、炭素数1から15、好ましくは炭素数1から10、更に好ましくは炭素数1から5のアルキルチオ基(例えばメチルチオ、エチルチオ)、炭素数6から20、好ましくは炭素数6から12、更に好ましくは炭素数6から10のアリールチオ基(例えばフェニルチオ、p−メチルフェニルチオ)などが挙げられる。また他のメチン基と環を形成してもよく、もしくはZ103、Z104、Z104`、R103、R104と共に環を形成することもできる。 L 108, L 109, L 110 , and L 111 each independently represents a methine group. The methine group represented by L 108 to L 111 may have a substituent, and examples of the substituent include W described above. For example, a substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 15 carbon atoms, preferably 1 to 10 carbon atoms, particularly preferably 1 to 5 carbon atoms (for example, methyl, ethyl, 2-carboxyethyl), substituted or unsubstituted carbon An aryl group having 6 to 20 carbon atoms, preferably 6 to 15 carbon atoms, more preferably 6 to 10 carbon atoms (eg phenyl, o-carboxyphenyl), substituted or unsubstituted 3 to 20 carbon atoms, preferably 4 carbon atoms To 15, more preferably a heterocyclic group having 6 to 10 carbon atoms (for example, N, N-dimethylbarbituric acid group), a halogen atom (for example, chlorine, bromine, iodine, fluorine), 1 to 15 carbon atoms, preferably carbon An alkoxy group having 1 to 10 carbon atoms, more preferably 1 to 5 carbon atoms (for example, methoxy, ethoxy), 0 to 15 carbon atoms, preferably 2 to 10 carbon atoms More preferably an amino group having 4 to 10 carbon atoms (for example, methylamino, N, N-dimethylamino, N-methyl-N-phenylamino, N-methylpiperazino), 1 to 15 carbon atoms, preferably 1 to 10 carbon atoms. More preferably, it is an alkylthio group having 1 to 5 carbon atoms (for example, methylthio, ethylthio), an arylthio group having 6 to 20, preferably 6 to 12, and more preferably 6 to 10 carbon atoms (for example, phenylthio, p- Methylphenylthio) and the like. A ring may be formed with other methine groups, or a ring may be formed with Z 103 , Z 104 , Z 104 , R 103 , R 104 .

108、及びL109はとして好ましくは、無置換メチン基である。 L 108 and L 109 are preferably an unsubstituted methine group.

102は0、1、2、3または4を表す。n102として好ましくは0、1、2、3であり、更に好ましくは0、1、2であり、特に好ましくは0、または1である。n102が2以上の時、メチン基が繰り返されるが同一である必要はない。 n 102 represents 0, 1, 2, 3 or 4. Preferred as n 102 is 0, 1, 2, 3, more preferably 1, 2, particularly preferably 0 or 1,. When n102 is 2 or more, the methine group is repeated but need not be the same.

103は0または1を表す。好ましくは0である。 p 103 represents 0 or 1; Preferably it is 0.

102は、色素のイオン電荷を中性にするために必要であるとき、陽イオン又は陰イオンの存在を示すために式の中に含められている。典型的な陽イオンとしては水素イオン(H+)、アルカリ金属イオン(例えばナトリウムイオン、カリウムイオン、リチウムイオン)、アルカリ土類金属イオン(例えばカルシウムイオン)などの無機陽イオン、アンモニウムイオン(例えば、アンモニウムイオン、テトラアルキルアンモニウムイオン、トリエチルアンモニウムイオン、ピリジニウムイオン、エチルピリジニウムイオン、1,8−ジアザビシクロ[5.4.0]−7−ウンデセニウムイオン)などの有機イオンが挙げられる。陰イオンは無機陰イオンあるいは有機陰イオンのいずれであってもよく、ハロゲン陰イオン(例えばフッ素イオン、塩素イオン、ヨウ素イオン)、置換アリ−ルスルホン酸イオン(例えばp−トルエンスルホン酸イオン、p−クロルベンゼンスルホン酸イオン)、アリ−ルジスルホン酸イオン(例えば1、3−ベンゼンスルホン酸イオン、1、5−ナフタレンジスルホン酸イオン、2、6−ナフタレンジスルホン酸イオン)、アルキル硫酸イオン(例えばメチル硫酸イオン)、硫酸イオン、チオシアン酸イオン、過塩素酸イオン、テトラフルオロホウ酸イオン、ピクリン酸イオン、酢酸イオン、トリフルオロメタンスルホン酸イオンが挙げられる。さらに、イオン性ポリマー又は色素と逆電荷を有する他の色素を用いても良い。また、CO2 -、SO3 -は、対イオンとして水素イオンを持つときはCO2H、SO3Hと表記することも可能である。 M102 is included in the formula to indicate the presence of a cation or anion when necessary to neutralize the ionic charge of the dye. Typical cations include inorganic cations such as hydrogen ions (H + ), alkali metal ions (eg, sodium ions, potassium ions, lithium ions), alkaline earth metal ions (eg, calcium ions), ammonium ions (eg, Organic ions such as ammonium ion, tetraalkylammonium ion, triethylammonium ion, pyridinium ion, ethylpyridinium ion, 1,8-diazabicyclo [5.4.0] -7-undecenium ion). The anion may be either an inorganic anion or an organic anion, such as a halogen anion (for example, fluorine ion, chlorine ion, iodine ion), a substituted aryl sulfonate ion (for example, p-toluenesulfonate ion, p- Chlorobenzenesulfonate ion), aryl disulfonate ion (for example, 1,3-benzenesulfonate ion, 1,5-naphthalenedisulfonate ion, 2,6-naphthalenedisulfonate ion), alkyl sulfate ion (for example, methyl sulfate ion) ), Sulfate ion, thiocyanate ion, perchlorate ion, tetrafluoroborate ion, picrate ion, acetate ion, trifluoromethanesulfonate ion. Furthermore, you may use the ionic polymer or the other pigment | dye which has a charge opposite to a pigment | dye. CO 2 and SO 3 can also be expressed as CO 2 H and SO 3 H when they have hydrogen ions as counter ions.

102は電荷を均衡させるのに必要な0 以上の数を表し、好ましくは0〜4の数であり、さらに好ましくは0〜1の数であり、分子内で塩を形成する場合には0である。 m 102 represents a number of 0 or more necessary for balancing the charge, a number of preferably 0-4, more preferably a number of 0 to 1, in the case of forming the salt in a molecule 0 It is.

次に、本発明において特に好ましく用いられるメロシアニン色素の具体例を以下に示す。もちろん、本発明はこれらに限定されるものではない。   Next, specific examples of merocyanine dyes that are particularly preferably used in the present invention are shown below. Of course, the present invention is not limited to these.

Figure 2006086160
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Figure 2006086160
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〔色素のJ会合体形成状態規定〕
本発明の色素は、光電変換膜においてJ会合体を形成している状態であることが好ましい。ここで、色素がJ会合体を形成している状態とは、色素間の相互作用のない単量体状態の色素溶液が示す吸収極大値より、長波長側に吸収極大値がシフトした状態であると定義する。シフト幅として好ましくは、10nm以上であり、さらに好ましくは25nm以上であり、特に好ましくは50nm以上、最も好ましくは75nm以上である。シフト幅の上限は特にないが、好ましくは200nm以下であり、さらに好ましくは150nm以下である。一般に、色素はJ会合体を形成すると単量体状態と比較して吸収極大が長波長側へシフトすることが知られている。(The Theory of the Photographic Process 、T. H. James編集、1977年、MacmillanPublishing Co., Inc.)従って、上記定義によりJ会合体を定義することが出来る。
なお、単量体状態の色素溶液が示す吸収極大値は、色素濃度=1×10-5mol/lのジメチルホルムアミド(DMF)溶液中での吸収極大値を意味する。なお、色素がDMFに溶解しない場合は、溶媒として、クロロホルム、塩化メチレン、ジメチルスルホキシド、又はメタノールを用いても良い。
[Definition of J-aggregate formation state of dye]
The dye of the present invention is preferably in a state in which a J aggregate is formed in the photoelectric conversion film. Here, the state in which the dye forms a J-aggregate is a state in which the absorption maximum value is shifted to the long wavelength side from the absorption maximum value indicated by the monomer solution without interaction between the dyes. Define that there is. The shift width is preferably 10 nm or more, more preferably 25 nm or more, particularly preferably 50 nm or more, and most preferably 75 nm or more. The upper limit of the shift width is not particularly limited, but is preferably 200 nm or less, and more preferably 150 nm or less. In general, it is known that when a dye forms a J-aggregate, the absorption maximum shifts to a longer wavelength side as compared with the monomer state. (The Theory of the Photographic Process, edited by TH James, 1977, Macmillan Publishing Co., Inc.) Therefore, the J meeting can be defined by the above definition.
The absorption maximum value exhibited by the dye solution in the monomer state means the absorption maximum value in a dimethylformamide (DMF) solution having a dye concentration = 1 × 10 −5 mol / l. When the dye does not dissolve in DMF, chloroform, methylene chloride, dimethyl sulfoxide, or methanol may be used as a solvent.

また、光電変換膜において形成された色素のJ会合体の吸収の長波長側の吸収幅が、上記の単量体状態の色素溶液が示す吸収の長波長側の吸収幅の2倍以下の場合が好ましい。 さらに好ましくは1.5倍以下であり、特に好ましくは1倍以下であり、最も好ましくは0.5倍以下である。ここで長波長側の吸収幅とは、吸収極大波長と、吸収極大波長より長波長で吸収極大の1/2の吸収を示す波長とのエネルギー幅を表す。一般に、J会合体を形成すると単量体状態と比較して長波長側の吸収幅は小さくなることが知られている。しかし、光電変換膜においては、色素がJ会合体を形成しない場合には色素間の不均一な相互作用が強くなるため吸収がブロード化し、単量体状態の色素溶液の長波長側の吸収幅に比べて吸収幅が2倍以上に大きくなる。従って、本発明においては、J会合体の好ましい吸収幅として上記を定義した。
なお、上記のように、J会合体を形成した有機色素化合物の層は、有機層全体に対して一部でも含めば良い。好ましくは、有機層全体に対する配向の制御された部分の割合が10%以上の場合であり、さらに好ましくは30%以上、さらに好ましくは50%以上、さらに好ましくは70%以上、特に好ましくは90%以上、最も好ましくは100%である。
Further, when the absorption width on the long wavelength side of the absorption of the J aggregate of the dye formed in the photoelectric conversion film is not more than twice the absorption width on the long wavelength side of the absorption exhibited by the dye solution in the above monomer state Is preferred. More preferably, it is 1.5 times or less, particularly preferably 1 time or less, and most preferably 0.5 times or less. Here, the absorption width on the long wavelength side represents the energy width between the absorption maximum wavelength and a wavelength that is longer than the absorption maximum wavelength and exhibits half the absorption maximum. In general, it is known that when a J aggregate is formed, the absorption width on the long wavelength side is smaller than that in the monomer state. However, in the photoelectric conversion film, when the dye does not form a J-aggregate, the non-uniform interaction between the dyes becomes strong, so the absorption becomes broad, and the absorption width on the long wavelength side of the dye solution in the monomer state The absorption width is more than twice as large as that of. Therefore, in the present invention, the above is defined as a preferable absorption width of the J aggregate.
As described above, the organic dye compound layer in which the J aggregates are formed may be partially included in the entire organic layer. Preferably, the proportion of the portion where the orientation is controlled with respect to the entire organic layer is 10% or more, more preferably 30% or more, more preferably 50% or more, further preferably 70% or more, and particularly preferably 90%. Above, most preferably 100%.

本発明の化合物が光電変換膜においてJ会合体を形成した場合、得られる光電変換膜の吸収の半値幅が狭くなり色再現性に優れるという長所の他に、驚くべきことに光電変換効率が著しく高くなることを見出した。また、驚くべきことに光電変換膜の耐久性も著しく向上することを見出した。   When the compound of the present invention forms a J-aggregate in the photoelectric conversion film, the photoelectric conversion efficiency is remarkably increased in addition to the advantage that the half width of absorption of the resulting photoelectric conversion film is narrow and the color reproducibility is excellent. Found it to be higher. Surprisingly, it has been found that the durability of the photoelectric conversion film is also significantly improved.

〔分子量〕
我々は、本発明のメロシアニン色素には好ましい分子量の範囲があることを見出した。 分子量として好ましくは300〜1200であり、さらに好ましくは400〜1000であり、特に好ましくは500〜800である。本発明のメロシアニン色素の分子量がこれらの範囲にあるとき、光電変換膜の真空蒸着等による成膜が容易にできるという長所の他に、得られる光電変換膜の光電変換効率が高く優れており、さらに、撮像素子の画素間の光吸収率と光電変換効率のバラツキが小さくなることを見出した。
[Molecular weight]
We have found that the merocyanine dyes of the present invention have a preferred molecular weight range. The molecular weight is preferably 300 to 1200, more preferably 400 to 1000, and particularly preferably 500 to 800. When the molecular weight of the merocyanine dye of the present invention is in these ranges, in addition to the advantage that the film can be easily formed by vacuum deposition of the photoelectric conversion film, the photoelectric conversion efficiency of the obtained photoelectric conversion film is high and excellent, Furthermore, it has been found that the variation in the light absorption rate and the photoelectric conversion efficiency between the pixels of the image sensor is reduced.

〔親疎水性規定〕
我々は、本発明のメロシアニン色素には好ましい親疎水性の範囲があることを見出した。ClogPとして好ましくは2以上10以下であり、さらに好ましくは3以上8以下であり、特に好ましくは4以上6以下である。本発明の化合物の親疎水性がこれらの範囲にあるとき、光電変換膜の真空蒸着等による成膜が容易にできるという長所の他に、得られる光電変換膜の光電変換効率が高く優れており、さらに、撮像素子の画素間の光吸収率と光電変換効率のバラツキが小さくなることを見出した。また、本発明の化合物の親疎水性がこれらの範囲にあるとき、得られる膜の耐久性、特に高湿条件下での耐久性が向上することを見出した。
[Providing hydrophobicity]
We have found that the merocyanine dyes of the present invention have a preferred hydrophilic / hydrophobic range. ClogP is preferably 2 or more and 10 or less, more preferably 3 or more and 8 or less, and particularly preferably 4 or more and 6 or less. When the hydrophilicity / hydrophobicity of the compound of the present invention is within these ranges, in addition to the advantage that the film can be easily formed by vacuum deposition or the like of the photoelectric conversion film, the photoelectric conversion efficiency of the obtained photoelectric conversion film is high and excellent. Furthermore, it has been found that the variation in the light absorption rate and the photoelectric conversion efficiency between the pixels of the image sensor is reduced. Moreover, when the hydrophilicity / hydrophobicity of the compound of this invention exists in these ranges, it discovered that durability of the film | membrane obtained, especially the durability under high-humidity conditions improved.

なお、ClogPは化合物の親疎水性の尺度として用いる。
通常、親疎水性は、化合物のオクタノール/水分配係数(logP)により求めることができる。具体的には、下記文献(1)記載のフラスコ・シェーキング法で実測して求めることができる。
文献(1):構造活性相関懇話会(代表)藤田稔夫編、化学の領域増刊122号「薬物の構造活性相関−ドラッグデザインと作用機作研究への指針」、南江堂、1979年刊、第2章第43頁〜203頁。特に第86頁〜89頁にフラスコ・シェーキング(Flask shaking)法が記載されている。
ClogP is used as a measure of the hydrophilicity / hydrophobicity of a compound.
Usually, hydrophilicity / hydrophobicity can be determined by the octanol / water partition coefficient (logP) of a compound. Specifically, it can be obtained by actual measurement by the flask-shaking method described in the following document (1).
Reference (1): Structure-activity relationship social gathering (representative) Ikuo Fujita, edited by Chemistry Special Issue 122 “Structure-activity relationship of drugs-Guidelines for drug design and mechanism of action research”, Nanedo, 1979, Chapter 2 Pages 43-203. In particular, Flask Shaking is described on pages 86-89.

logPが3以上の場合、測定が困難な場合があるので、本発明ではlogPを計算するためのモデルを使用することができ、本発明では、この計算値によるlogP(以下、ClogPと称する)を用いて規定することができる。
本発明の目的では、Hansch−LeoのCLOGPプログラム(米国Daylight Chemical Information Systems社)(バージョンはアルゴリズム=4.01、フラグメントデータベース=17(*3))を使用して、logP計算値を算出する。このソフトウェアを入手することができない場合には、本出願人が具体的な全ての化合物について、そのClogP値を提供する。
本発明のメロシアニン色素において複数の互変異性体をとり得る場合、これらの各々の異性体についてClogPを計算することができ、これらの値の少なくとも1つが特定の範囲内にあるならば、その化合物は本発明の好ましい範囲内にある。また、上記のプログラムのデータベースに分子のフラグメントがない場合は、上記の親疎水性の実測によりデータを補ってClogPを求めることができる。本発明のメロシアニン色素はpH=7での状態を基準としてClogPを計算する。
Since the measurement may be difficult when logP is 3 or more, a model for calculating logP can be used in the present invention. In the present invention, logP (hereinafter referred to as ClogP) based on this calculated value is used. Can be defined using.
For the purpose of the present invention, the logP calculation value is calculated using Hansch-Leo's CLOGP program (Daylight Chemical Information Systems, USA) (version is algorithm = 4.01, fragment database = 17 (* 3)). If this software is not available, Applicants will provide their ClogP values for all specific compounds.
If multiple tautomers can be taken in the merocyanine dye of the present invention, ClogP can be calculated for each of these isomers, and if at least one of these values is within a particular range, the compound Is within the preferred range of the present invention. Further, when there is no molecular fragment in the database of the above program, ClogP can be obtained by supplementing the data by actual measurement of the hydrophilicity / hydrophobicity. The merocyanine dye of the present invention calculates ClogP based on the state at pH = 7.

〔電位〕
我々は、さらに、本発明のメロシアニン色素には好ましい電位の範囲があることを見出した。酸化電位として好ましくは0.3〜1.8V(vs SCE)であり、さらに好ましくは0.5〜1.5Vであり、特に好ましくは0.8〜1.3Vである。還元電位として好ましくは−2〜−0.5V(vs SCE)であり、さらに好ましくは−1.6〜−0.8Vであり、特に好ましくは−1.4〜−1Vである。
本発明のメロシアニン色素の電位がこれらの範囲にあるとき、得られる光電変換膜の光電変換効率が高くなるという長所の他に、光電変換膜の耐久性が向上することを見出した。
〔potential〕
We have further found that the merocyanine dyes of the present invention have a preferred potential range. The oxidation potential is preferably 0.3 to 1.8 V (vs SCE), more preferably 0.5 to 1.5 V, and particularly preferably 0.8 to 1.3 V. The reduction potential is preferably -2 to -0.5 V (vs SCE), more preferably -1.6 to -0.8 V, and particularly preferably -1.4 to -1 V.
It has been found that when the potential of the merocyanine dye of the present invention is in these ranges, the durability of the photoelectric conversion film is improved in addition to the advantage that the photoelectric conversion efficiency of the obtained photoelectric conversion film is increased.

還元電位、及び酸化電位の測定は、種々の方法が可能であるが、好ましくは、位相弁別式第二高調波交流ポーラログラフィーで行う場合であり、正確な値を求めることができる。なお、以上の位相弁別式第二高調波交流ポーラログラフィーによる電位の測定法はジャーナル・オブ・イメージング・サイエンス(Journal of Imaging Science)、第30巻、第27頁(1986年)に記載されている。   Various methods can be used to measure the reduction potential and the oxidation potential. Preferably, the reduction potential and the oxidation potential are measured by phase discrimination type second harmonic AC polarography, and an accurate value can be obtained. The method of measuring the potential by the above-described phase discrimination type second harmonic alternating current polarography is described in Journal of Imaging Science, Volume 30, Page 27 (1986). Yes.

〔蛍光〕
我々は、さらに、本発明のメロシアニン色素には好ましい蛍光量子収率と蛍光寿命の範囲があることを見出した。蛍光量子収率として好ましくは0.1〜1であり、さらに好ましくは0.5〜1であり、特に好ましくは0.8〜1である。蛍光寿命として好ましくは10ps以上であり、さらに好ましくは40ps以上であり、特に好ましくは160ps以上である。上限は特にないが、好ましくは1ms以下である。
本発明のメロシアニン色素の蛍光量子収率と蛍光寿命がこれらの範囲にあるとき、得られる光電変換膜の光電変換効率が高くなるという長所の他に、光電変換膜の耐久性が向上することを見出した。
〔fluorescence〕
We have further found that the merocyanine dyes of the present invention have a preferred fluorescence quantum yield and fluorescence lifetime range. The fluorescence quantum yield is preferably 0.1 to 1, more preferably 0.5 to 1, and particularly preferably 0.8 to 1. The fluorescence lifetime is preferably 10 ps or more, more preferably 40 ps or more, and particularly preferably 160 ps or more. There is no particular upper limit, but it is preferably 1 ms or less.
When the fluorescence quantum yield and fluorescence lifetime of the merocyanine dye of the present invention are in these ranges, in addition to the advantage that the photoelectric conversion efficiency of the obtained photoelectric conversion film is increased, the durability of the photoelectric conversion film is improved. I found it.

蛍光量子収率は、特開昭63-138341に記載の方法で測定することが出来る。以下にその方法を記す。色素の膜中の蛍光量子収率は、溶液の発光量子収率の場合と基本的には同じ方法で測定でき、通常絶対量子収率が既知の標準試料(例えば、ローダミンB、硫酸キニーネ、9、10-ジフェニルアントラセンなど)を参照として、一定の光学配置のもとで入射光強度、試料の発光強度を比較する相対測定を通じて求めることができる。この相対測定法については、例えば、C. A. Parker and W. T. Rees、Analyst、1960年、85巻、587ページに記載されている。本発明における蛍光量子収率は、溶液状態、膜状態いずれの値でも良いが、好ましくは膜状態での値である。   The fluorescence quantum yield can be measured by the method described in JP-A-63-138341. The method is described below. The fluorescence quantum yield in the dye film can be measured by basically the same method as in the case of the luminescence quantum yield of the solution. , 10-diphenylanthracene, etc.), and relative measurement comparing the incident light intensity and the light emission intensity of the sample under a fixed optical arrangement. This relative measurement method is described in, for example, C. A. Parker and W. T. Rees, Analyst, 1960, vol. 85, page 587. The fluorescence quantum yield in the present invention may be either a solution state or a film state value, but is preferably a value in the film state.

本発明のメロシアニン色素の蛍光寿命は、Tadaaki Tani, Takeshi Suzumoto, KlausKemnitz, Keitaro Yoshihara著、The Journal of Physical Chemistry, 1992年, 96巻, 2778ページ記載の方法で測定することが出来る。   The fluorescence lifetime of the merocyanine dye of the present invention can be measured by the method described by Tadaaki Tani, Takeshi Suzumoto, Klaus Kemnitz, Keitaro Yoshihara, The Journal of Physical Chemistry, 1992, 96, 2778.

〔吸収波長規定〕
我々は、さらに、本発明のメロシアニン色素には好ましい分光吸収波長及び分光感度領域の範囲があることを見出した。
本発明においては、色再現良好なBGR光電変換膜、即ち青色光電変換膜、緑色光電変換膜、赤色光電変換膜の3層を積層した光電変換素子を好ましく用いることができる。各光電変換膜は、以下の分光吸収及び/または分光感度特性を有する場合が好ましい。
分光吸収極大値を、BGRの順に各々λmax1,λmax2,λmax3、分光感度極大値をBGRの順に各々Smax1、Smax2、Smax3としたとき、λmax1、Smax1として好ましくは400nm以上500nm以下、さらに好ましくは420nm以上480nm以下、特に好ましくは430nm以上470nm以下の範囲にある場合である。λmax2、Smax2として好ましくは500nm以上600nm以下、さらに好ましくは520nm以上580nm以下、特に好ましくは530nm以上570nm以下の範囲にある場合である。λmax3、Smax3として好ましくは600nm以上700nm以下、さらに好ましくは620nm以上680nm以下、特に好ましくは630nm以上670nm以下の範囲にある場合である。
[Absorption wavelength regulation]
We have further found that the merocyanine dyes of the present invention have a preferred spectral absorption wavelength and spectral sensitivity range.
In the present invention, a BGR photoelectric conversion film with good color reproduction, that is, a photoelectric conversion element in which three layers of a blue photoelectric conversion film, a green photoelectric conversion film, and a red photoelectric conversion film are stacked can be preferably used. Each photoelectric conversion film preferably has the following spectral absorption and / or spectral sensitivity characteristics.
When the spectral absorption maximum values are λmax1, λmax2, and λmax3 in the order of BGR, and the spectral sensitivity maximum values are Smax1, Smax2, and Smax3 in the order of BGR, λmax1 and Smax1 are preferably 400 nm to 500 nm, and more preferably 420 nm or more It is a case where it exists in the range of 430 nm or more and 470 nm or less especially preferably. λmax2 and Smax2 are preferably in the range of 500 nm to 600 nm, more preferably 520 nm to 580 nm, and particularly preferably 530 nm to 570 nm. λmax3 and Smax3 are preferably 600 nm to 700 nm, more preferably 620 nm to 680 nm, and particularly preferably 630 nm to 670 nm.

また、本発明の光電変換膜が3層以上の積層構造をとる場合、λmax1,2,3の分光極大吸収とSmax1,2,3の分光極大感度のそれぞれ50%を示す最も短波長と最も長波長の間隔は、好ましくは120nm以下であり、さらに好ましくは100nm以下であり、特に好ましくは80nm以下、最も好ましくは70nm以下である。
また、λmax1,2,3の分光極大吸収とSmax1,2,3の分光極大感度の80%を示す最も短波長と最も長波長の間隔は、好ましくは20nm以上で、好ましくは100nm以下、さらに好ましくは80nm以下、特に好ましくは50nm以下である。
また、λmax1,2,3の分光極大吸収とSmax1,2,3の分光極大感度の20%を示す最も短波長と最も長波長の間隔は、好ましくは180nm以下、さらに好ましくは150nm以下、特に好ましくは120nm以下、最も好ましくは100nm以下である。
また、λmax1,2,3とSmax1,2,3の長波側で、λmax1,2,3の分光極大吸収とSmax1,2,3の分光極大の50%の分光吸収率を示す最も長波長は、λmax1、Smax1として好ましくは460nmから510nm、λmax2、Smax2として好ましくは560nmから610nm、λmax3、Smax3として好ましくは640nmから730nmである。
本発明の化合物の分光吸収波長及び分光感度領域の範囲がこれらの範囲にあるとき、撮像素子により得られるカラー画像の色再現性を向上させることができる。
Further, when the photoelectric conversion film of the present invention has a laminated structure of three or more layers, the shortest wavelength and the longest wavelength exhibiting 50% of the spectral maximum absorption of λmax1,2,3 and the spectral maximum sensitivity of Smax1,2,3, respectively. The wavelength interval is preferably 120 nm or less, more preferably 100 nm or less, particularly preferably 80 nm or less, and most preferably 70 nm or less.
Further, the interval between the shortest wavelength and the longest wavelength that shows 80% of the spectral maximum absorption of λmax1,2,3 and the spectral maximum sensitivity of Smax1,2,3 is preferably 20 nm or more, preferably 100 nm or less, more preferably Is 80 nm or less, particularly preferably 50 nm or less.
Further, the interval between the shortest wavelength and the longest wavelength that shows 20% of the spectral maximum absorption of λmax1,2,3 and the spectral maximum sensitivity of Smax1,2,3 is preferably 180 nm or less, more preferably 150 nm or less, and particularly preferably Is 120 nm or less, most preferably 100 nm or less.
In addition, on the long wave side of λmax1,2,3 and Smax1,2,3, the longest wavelength showing the spectral absorption of λmax1,2,3 and the spectral absorption of 50% of the spectral maximum of Smax1,2,3 is λmax1 and Smax1 are preferably 460 nm to 510 nm, λmax2 and Smax2 are preferably 560 nm to 610 nm, and λmax3 and Smax3 are preferably 640 nm to 730 nm.
When the spectral absorption wavelength and spectral sensitivity range of the compound of the present invention are within these ranges, the color reproducibility of the color image obtained by the imaging device can be improved.

〔色素化合物の分光吸収遷移双極子モーメントの角度規定〕
我々は、さらに、本発明の色素化合物の分光吸収遷移双極子モーメントと光電変換素子の電極平面とのなす角に好ましい範囲があることを見出した。
本発明の色素化合物の分光吸収遷移双極子モーメントと光電変換素子の電極平面とのなす角として好ましくは60°以下であり、さらに好ましくは50°以下、さらに好ましくは40°以下、さらに好ましくは30°以下、さらに好ましくは15°以下、さらに好ましくは5°以下、特に好ましくは2°以下、最も好ましくは0°である。
本発明の化合物の分光吸収遷移双極子モーメントと光電変換素子の電極平面とのなす角がこれらの範囲にあるとき、得られる光電変換膜の光電変換効率が著しく高くなり、また、驚くべきことに光吸収率も顕著に向上することを見出した。
[Angle definition of spectral absorption transition dipole moment of dye compounds]
We have further found that there is a preferred range for the angle formed by the spectral absorption transition dipole moment of the dye compound of the present invention and the electrode plane of the photoelectric conversion element.
The angle formed by the spectral absorption transition dipole moment of the dye compound of the present invention and the electrode plane of the photoelectric conversion element is preferably 60 ° or less, more preferably 50 ° or less, further preferably 40 ° or less, and more preferably 30. It is at most 0 °, more preferably at most 15 °, further preferably at most 5 °, particularly preferably at most 2 °, most preferably at 0 °.
When the angle between the spectral absorption transition dipole moment of the compound of the present invention and the electrode plane of the photoelectric conversion element is in these ranges, the photoelectric conversion efficiency of the obtained photoelectric conversion film is remarkably increased, and surprisingly It has been found that the light absorption rate is also significantly improved.

従来、有機光電変換素子の膜中での配向については、ほとんど注意が払われてこなかった。色素分子の遷移双極子モーメントは粒子の長軸方向にあり、光電変換膜中の色素が光電変換素子の電極平面と角度をなしている場合、色素の遷移双極子モーメントと光電変換素子の電極平面が角度をなしていることになる。
本発明において、光励起により発生した色素中の励起子やキャリアーの移動度を向上させるには、色素の遷移双極子モーメントと電極平面とのなす角度が重要なパラメータであり、それらが平行に近いほど光電変換効率が高くなることを見出した。従来の有機光電変換素子を本観点で見直したところ、色素の遷移双極子モーメントと電極平面とのなす角度が平行に近い系はなく不充分であることが明確になった。
さらに、光は光電変換素子に垂直に入射するため、入射する光の電場の振動面は光電変換素子面と平行、すなわち光電変換素子の電極平面と平行になる。色素の遷移双極子モーメントと光電変換素子の電極平面が平行であると、入射光の電場振動面と一致するため、光吸収効率が高くなることが明らかとなった。
Conventionally, little attention has been paid to the orientation of the organic photoelectric conversion element in the film. The transition dipole moment of the dye molecule is in the long axis direction of the particle, and when the dye in the photoelectric conversion film forms an angle with the electrode plane of the photoelectric conversion element, the transition dipole moment of the dye and the electrode plane of the photoelectric conversion element Is at an angle.
In the present invention, in order to improve the mobility of excitons and carriers in the dye generated by photoexcitation, the angle formed by the transition dipole moment of the dye and the electrode plane is an important parameter. It has been found that the photoelectric conversion efficiency is increased. When reviewing conventional organic photoelectric conversion elements from this viewpoint, it has become clear that there is no system in which the angle between the transition dipole moment of the dye and the electrode plane is nearly parallel, which is insufficient.
Furthermore, since light enters the photoelectric conversion element perpendicularly, the vibration plane of the electric field of the incident light is parallel to the photoelectric conversion element surface, that is, parallel to the electrode plane of the photoelectric conversion element. When the transition dipole moment of the dye and the electrode plane of the photoelectric conversion element are parallel to each other, it is clear that the light absorption efficiency is increased because it coincides with the electric field vibration plane of the incident light.

本発明の色素化合物の遷移双極子モーメントは例えば以下の方法で求めることができる。実験物理学講座14、木下是雄編 共立出版1986年の偏光解析法に示されるような、45度反射光学系と偏光子を有する紫外可視分光計を用いて、光電変換素子の反射スペクトルを測定する。p偏光およびs偏光それぞれの光による反射強度(Ig(ν))を色素の吸収波長を含む前後200nmの範囲で測定する。また、同様な方法により、標準物質である石英の反射強度Iq(ν)を測定する。石英の屈折率nは次に示す式により各波数(cm-1)に対して求められ、
n2 = 1+ 1.2409×1010/(1063592 −ν2
これより、石英の反射率(Rq(ν))は、
Rq(ν) = |(n − 1) / (n + 1)|2
で計算でき、光電変換素子の反射率(Rg (ν))は、
Rg(ν) = Rq(ν) × Ig(ν) / Iq(ν)
より求めることができる。上記の反射率測定をp偏光、s偏光それぞれについて行い、それらの反射スペクトルにクラマース−クローニッヒ変換(以下K-K変換)を行うことによって光電変換素子の全吸収のp偏光成分およびs偏光成分に対する吸収スペクトルAp (ν)およびAs(ν)を得ることが出来る。K-K変換については、第4版実験化学講座7 分光II 井口洋夫編 丸善(株)1992年 P320に記載されている。上記の測定を、上記光電変換素子から本発明の色素化合物のみを除いた素子で行うことにより、色素以外の素子部分の吸収のp偏光成分およびs偏光成分に対する吸収スペクトルA1p(ν)およびA1s(ν)も同様に求めることが出来る。色素のみの吸収スペクトルは
p偏光成分 A2p(ν) = Ap(ν) − A1p(ν)
s偏光成分 A2s(ν) = As(ν) − A1s(ν)
と求めることが出来る。これらの測定より、電極平面と色素の遷移双極子モーメントのなす角度は
θ2ps(ν) = tan-1 ( A2p(ν) / A2s(ν) − 1/√2 )
となる。本発明においては電極平面と色素の遷移双極子モーメントがなす角は、色素の吸収極大波長におけるθ2ps(ν)と定義する。
The transition dipole moment of the dye compound of the present invention can be determined, for example, by the following method. Experimental Physics Lecture 14, Kinoshita Yoshio edited by Kyoritsu Publishing Co., Ltd., 1986, measured the reflection spectrum of photoelectric conversion element using a 45-degree reflection optical system and an ultraviolet-visible spectrometer with a polarizer. To do. The reflection intensity (Ig (ν)) of light of p-polarized light and s-polarized light is measured in the range of 200 nm before and after the absorption wavelength of the dye. Further, the reflection intensity Iq (ν) of quartz as a standard material is measured by the same method. The refractive index n of quartz is obtained for each wave number (cm -1 ) by the following formula,
n 2 = 1 + 1.2409 × 10 10 / (106359 2 −ν 2 )
From this, the reflectance (Rq (ν)) of quartz is
Rq (ν) = | (n−1) / (n + 1) | 2
The reflectance (Rg (ν)) of the photoelectric conversion element is
Rg (ν) = Rq (ν) × Ig (ν) / Iq (ν)
It can be obtained more. The above reflectance measurement is performed for both p-polarized light and s-polarized light, and the absorption spectrum for the p-polarized component and s-polarized component of the total absorption of the photoelectric conversion element by performing the Kramers-Kronig conversion (hereinafter referred to as KK conversion) on the reflected spectrum Ap (ν) and As (ν) can be obtained. The KK conversion is described in 4th edition, Experimental Chemistry Lecture 7 Spectroscopy II, Hiroo Iguchi, Maruzen Co., Ltd., 1992, P320. By performing the above measurement with an element obtained by removing only the dye compound of the present invention from the photoelectric conversion element, absorption spectra A1p (ν) and A1s ( ν) can be obtained in the same manner. The absorption spectrum of the dye alone is
p polarization component A2p (ν) = Ap (ν) − A1p (ν)
s polarization component A2s (ν) = As (ν) − A1s (ν)
You can ask. From these measurements, the angle between the electrode plane and the transition dipole moment of the dye is θ2ps (ν) = tan -1 (A2p (ν) / A2s (ν) − 1 / √2)
It becomes. In the present invention, the angle formed by the electrode plane and the transition dipole moment of the dye is defined as θ2ps (ν) at the absorption maximum wavelength of the dye.

別法として、Ap(ν)およびAs(ν)を波長についての一次微分の波長変化成分を積分することによってA2p(ν)、 A2s (ν)を求めることも出来る。電極平面と色素の遷移双極子モーメントとのなす角もA2p (ν)、 A2s(ν)を用いて上述の方法と同様に求められる。
θ2ps(ν) = tan-1( A12p(ν) / A12s(ν) − 1/√2 )
となる。
Alternatively, A2p (ν) and A2s (ν) can be obtained by integrating Ap (ν) and As (ν) with the wavelength change component of the first derivative with respect to wavelength. The angle between the electrode plane and the transition dipole moment of the dye can also be obtained in the same manner as described above using A2p (ν) and A2s (ν).
θ2ps (ν) = tan −1 (A12p (ν) / A12s (ν) − 1 / √2)
It becomes.

〔電子輸送性材料〕
我々は、本発明の光電変換膜において、電子輸送性を有する有機材料(n型化合物)として、イオン化ポテンシャルが6.0eVよりも大きい場合が好ましく、さらに下記一般式(X)で表わされる場合が好ましいことを見出した。
一般式(X) L−(A)m
(式中、Aは二つ以上の芳香族へテロ環が縮合したヘテロ環基を表し、Aで表されるヘテロ環基は同一または異なってもよい。mは2以上の整数を表す。Lは連結基を表す。)
なお、これらの電子輸送性を有する有機材料の詳細及び好ましい範囲については、特願2004−082002号において詳細に説明されている。
これらの電子輸送性の有機材料を用いるとき、得られる光電変換膜の光電変換効率が著しく高くなることを見出した。
〔一般的要件〕
本発明において好ましくは、少なくとも光電変換膜が2層以上、さらに好ましくは3層又は4層、特に好ましくは3層積層した光電変換素子を用いる場合である。
[Electron transporting materials]
In the photoelectric conversion film of the present invention, the organic material (n-type compound) having an electron transporting property preferably has an ionization potential larger than 6.0 eV, and may be represented by the following general formula (X). I found it preferable.
Formula (X) L- (A) m
(In the formula, A represents a heterocyclic group in which two or more aromatic heterocycles are condensed, and the heterocyclic group represented by A may be the same or different. M represents an integer of 2 or more. L Represents a linking group.)
Details and preferred ranges of these organic materials having electron transport properties are described in detail in Japanese Patent Application No. 2004-082002.
It has been found that when these electron transporting organic materials are used, the photoelectric conversion efficiency of the obtained photoelectric conversion film is remarkably increased.
[General requirements]
In the present invention, it is preferable to use a photoelectric conversion element having at least two or more photoelectric conversion films, more preferably three or four layers, and particularly preferably three layers.

本発明においては、これらの光電変換素子を特に撮像素子として好ましく用いることができる。   In the present invention, these photoelectric conversion elements can be particularly preferably used as an imaging element.

また、本発明においては、これらの光電変換膜、光電変換素子、及び、撮像素子に電圧を印加する場合が好ましい。   Moreover, in this invention, the case where a voltage is applied to these photoelectric conversion films, photoelectric conversion elements, and image sensors is preferable.

本発明における光電変換素子として好ましくは、1対の電極間にp型半導体の層とn型半導体の層が積層構造を持つ光電変換膜を有する場合である。また、好ましくは、p型及びn型半導体のうち少なくとも一方は有機化合物を含む場合であり、さらに好ましくはp型及びn型半導体の両方とも有機化合物を含む場合である。   The photoelectric conversion element in the present invention is preferably a case where a p-type semiconductor layer and an n-type semiconductor layer have a photoelectric conversion film having a stacked structure between a pair of electrodes. Preferably, at least one of the p-type and n-type semiconductors contains an organic compound, and more preferably, both the p-type and n-type semiconductors contain an organic compound.

[電圧印加]
本発明の光電変換膜に電圧を印加した場合、光電変換効率が向上する点で好ましい。印加電圧としては、いかなる電圧でも良いが、光電変換膜の膜厚により必要な電圧は変わってくる。すなわち、光電変換効率は、光電変換膜に加わる電場が大きいほど向上するが、同じ印加電圧でも光電変換膜の膜厚が薄いほど加わる電場は大きくなる。従って、光電変換膜の膜厚が薄い場合は、印加電圧は相対的に小さくでも良い。光電変換膜に加える電場として好ましくは、10V/m以上であり、さらに好ましくは1×103V/m以上、さらに好ましくは1×105V/m以上、特に好ましくは1×106V/m以上、最も好ましくは1×107V/m以上である。上限は特にないが、電場を加えすぎると暗所でも電流が流れ好ましくないので、1×1012V/m以下が好ましく、さらに1×109V/m以下が好ましい。
[Apply voltage]
When a voltage is applied to the photoelectric conversion film of the present invention, it is preferable in terms of improving the photoelectric conversion efficiency. The applied voltage may be any voltage, but the required voltage varies depending on the film thickness of the photoelectric conversion film. That is, the photoelectric conversion efficiency improves as the electric field applied to the photoelectric conversion film increases, but the applied electric field increases as the film thickness of the photoelectric conversion film decreases even at the same applied voltage. Therefore, when the photoelectric conversion film is thin, the applied voltage may be relatively small. The electric field applied to the photoelectric conversion film is preferably 10 V / m or more, more preferably 1 × 10 3 V / m or more, more preferably 1 × 10 5 V / m or more, and particularly preferably 1 × 10 6 V / m. m or more, most preferably 1 × 10 7 V / m or more. The upper limit is not particularly since current even in a dark place when the electric field too added flows undesirable, 1 × preferably 10 12 V / m or less, preferably more 1 × 10 9 V / m or less.

[有機pn化合物]
有機p型半導体(化合物)、及び有機n型半導体(化合物)としてはいかなるものでも良い。また、可視及び赤外域に吸収を持っていても持っていなくても良いが、好ましくは可視域に吸収を持っている化合物(有機色素、好ましくは本発明のメロシアニン色素)を少なくとも一つ用いる場合である。更に、無色のp型化合物とn型化合物を用い、これらに有機色素(好ましくは本発明のメロシアニン色素)を加えても良い。
p型層/バルクへテロ接合層/n型層の3層構造にする場合、入射光側のp型、又はn型半導体(化合物)は無色である場合が好ましい。
[Organic pn compound]
Any organic p-type semiconductor (compound) and organic n-type semiconductor (compound) may be used. In the case of using at least one compound (organic dye, preferably the merocyanine dye of the present invention) that has absorption in the visible and infrared regions, but preferably has absorption in the visible region. It is. Furthermore, a colorless p-type compound and an n-type compound may be used, and an organic dye (preferably the merocyanine dye of the present invention) may be added thereto.
In the case of a three-layer structure of p-type layer / bulk heterojunction layer / n-type layer, the p-type or n-type semiconductor (compound) on the incident light side is preferably colorless.

有機p型半導体(化合物)は、ドナー性有機半導体(化合物)であり、主に正孔輸送性有機化合物に代表され、電子を供与しやすい性質がある有機化合物をいう。さらに詳しくは2つの有機材料を接触させて用いたときにイオン化ポテンシャルの小さい方の有機化合物をいう。したがって、ドナー性有機化合物は、電子供与性のある有機化合物であればいずれの有機化合物も使用可能である。例えば、トリフェニルアミン類、ベンジジン類、ピラゾリン類、スチリルアミン類、ヒドラゾン類、トリフェニルメタン類、カルバゾール類、ポリシラン類、チオフェン類、フタロシアニン類、ポリアミン類等を用いることができる。なお、これに限らず、上記したように、n型(アクセプター性)化合物として用いた有機化合物よりもイオン化ポテンシャルの小さい有機化合物であればドナー性有機半導体として用いてよい。   The organic p-type semiconductor (compound) is a donor-type organic semiconductor (compound), which is mainly represented by a hole-transporting organic compound and refers to an organic compound having a property of easily donating electrons. More specifically, an organic compound having a smaller ionization potential when two organic materials are used in contact with each other. Therefore, any organic compound can be used as the donor organic compound as long as it is an electron-donating organic compound. For example, triphenylamines, benzidines, pyrazolines, styrylamines, hydrazones, triphenylmethanes, carbazoles, polysilanes, thiophenes, phthalocyanines, polyamines, and the like can be used. Not limited to this, as described above, any organic compound having an ionization potential smaller than that of the organic compound used as the n-type (acceptor property) compound may be used as the donor organic semiconductor.

有機n型半導体(化合物)は、アクセプター性有機半導体(化合物)であり、主に電子輸送性有機化合物に代表され、電子を受容しやすい性質がある有機化合物をいう。さらに詳しくは2つの有機化合物を接触させて用いたときに電子親和力の大きい方の有機化合物をいう。したがって、アクセプター性有機化合物は、電子受容性のある有機化合物であればいずれの有機化合物も使用可能である。例えば、ペリレン誘導体、オキサジアゾール誘導体、トリアゾール誘導体、トリアジン類、キノキサリン類、フェナンスロリン類、フラーレン類、アルミニウムキノリン類等を用いることができる。なお、これに限らず、上記したように、ドナー性有機化合物として用いた有機化合物よりも電子親和力の大きな有機化合物であればアクセプター性有機半導体として用いてよい。   Organic n-type semiconductors (compounds) are acceptor organic semiconductors (compounds), which are mainly represented by electron-transporting organic compounds and refer to organic compounds that easily accept electrons. More specifically, the organic compound having the higher electron affinity when two organic compounds are used in contact with each other. Therefore, as the acceptor organic compound, any organic compound can be used as long as it is an electron-accepting organic compound. For example, perylene derivatives, oxadiazole derivatives, triazole derivatives, triazines, quinoxalines, phenanthrolines, fullerenes, aluminum quinolines, and the like can be used. Note that the present invention is not limited thereto, and as described above, any organic compound having an electron affinity higher than that of the organic compound used as the donor organic compound may be used as the acceptor organic semiconductor.

p型有機色素、又はn型有機色素としては、本発明のメロシアニン色素と併用しうる色素、または他の光電変換膜用色素として、好ましくは、クマリン色素、アントラキノン色素、トリフェニルメタン色素、アゾ色素、アゾメチン色素、スピロ化合物、メタロセン色素、フルオレノン色素、フルギド色素、ペリレン色素、フェナジン色素、フェノチアジン色素、キノン色素、インジゴ色素、ジフェニルメタン色素、ポリエン色素、アクリジン色素、アクリジノン色素、ジフェニルアミン色素、キナクリドン色素、キノフタロン色素、フェノキサジン色素、フタロペリレン色素、ポルフィリン色素、クロロフィル色素、フタロシアニン色素、金属錯体色素が挙げられる。   As a p-type organic dye or an n-type organic dye, a dye that can be used in combination with the merocyanine dye of the present invention, or another dye for a photoelectric conversion film, preferably a coumarin dye, an anthraquinone dye, a triphenylmethane dye, an azo dye Azomethine dye, spiro compound, metallocene dye, fluorenone dye, fulgide dye, perylene dye, phenazine dye, phenothiazine dye, quinone dye, indigo dye, diphenylmethane dye, polyene dye, acridine dye, acridinone dye, diphenylamine dye, quinacridone dye, quinophthalone Examples thereof include dyes, phenoxazine dyes, phthaloperylene dyes, porphyrin dyes, chlorophyll dyes, phthalocyanine dyes, and metal complex dyes.

これらの有機化合物を含む層は、乾式成膜法あるいは湿式成膜法により成膜される。乾式成膜法の具体的な例としては、真空蒸着法、イオンプレーティング法,MBE法等の物理気相成長法あるいはプラズマ重合等のCVD法が挙げられる。湿式成膜法としては、キャスト法、スピンコート法、ディッピング法、LB法等が用いられる。
p型半導体(化合物)、又は、n型半導体(化合物)のうちの少なくとも一つとして高分子化合物を用いる場合は、作成の容易な湿式成膜法により成膜することが好ましい。蒸着等の乾式成膜法を用いた場合、高分子を用いることは分解のおそれがあるため難しく、代わりとしてそのオリゴマーを好ましく用いることができる。一方、低分子を用いる場合は、共蒸着等の乾式成膜法により成膜することが好ましい。
The layer containing these organic compounds is formed by a dry film formation method or a wet film formation method. Specific examples of the dry film forming method include a physical vapor deposition method such as a vacuum deposition method, an ion plating method, and an MBE method, or a CVD method such as plasma polymerization. As the wet film forming method, a casting method, a spin coating method, a dipping method, an LB method, or the like is used.
In the case of using a polymer compound as at least one of the p-type semiconductor (compound) or the n-type semiconductor (compound), it is preferable to form the film by a wet film forming method that is easy to create. When a dry film formation method such as vapor deposition is used, it is difficult to use a polymer because it may be decomposed, and an oligomer thereof can be preferably used instead. On the other hand, when a low molecule is used, it is preferable to form a film by a dry film forming method such as co-evaporation.

〔バルクへテロ接合構造〕
本発明においては、1対の電極間に、p型半導体層とn型半導体層とを有し、該p型半導体とn型半導体の少なくともいずれかが有機半導体であり、かつ、それらの半導体層の間に、該p型半導体およびn型半導体を含むバルクヘテロ接合構造層を中間層として有する光電変換膜(感光層)を含有する場合が好ましい。このような場合、光電変換膜において、有機層にバルクへテロ接合構造を含有させることにより有機層のキャリア拡散長が短いという欠点を補い、光電変換効率を向上させることができる。
なお、バルクへテロ接合構造については、特願2004−080639号において詳細に説明されている。
[Bulk heterojunction structure]
In the present invention, a p-type semiconductor layer and an n-type semiconductor layer are provided between a pair of electrodes, and at least one of the p-type semiconductor and the n-type semiconductor is an organic semiconductor, and these semiconductor layers It is preferable to contain a photoelectric conversion film (photosensitive layer) having a bulk heterojunction structure layer containing the p-type semiconductor and the n-type semiconductor as an intermediate layer. In such a case, in the photoelectric conversion film, by incorporating a bulk heterojunction structure in the organic layer, the disadvantage that the carrier diffusion length of the organic layer is short can be compensated, and the photoelectric conversion efficiency can be improved.
The bulk heterojunction structure is described in detail in Japanese Patent Application No. 2004-080639.

〔タンデム構造〕
本発明において、1対の電極間にp型半導体の層とn型半導体の層で形成されるpn接合層の繰り返し構造(タンデム構造)の数を2以上有する構造を持つ光電変換膜(感光層)を含有する場合が好ましく、さらに好ましくは、前記繰り返し構造の間に、導電材料の薄層を挿入する場合である。pn接合層の繰り返し構造(タンデム構造)の数はいかなる数でもよいが、光電変換効率を高くするために好ましくは2以上10以下であり、さらに好ましくは2以上5以下であり、特に好ましくは2または3であり、最も好ましくは3である。導電材料としては銀または金が好ましく、銀が最も好ましい。
本発明において、タンデム構造をもつ半導体としては無機材料でもよいが有機半導体が好ましく、さらに有機色素が好ましい。
なお、タンデム構造については、特願2004−079930号において詳細に説明されている。
[Tandem structure]
In the present invention, a photoelectric conversion film (photosensitive layer) having a structure having two or more repeating structures (tandem structures) of a pn junction layer formed of a p-type semiconductor layer and an n-type semiconductor layer between a pair of electrodes ) Is preferable, and more preferably, a thin layer of a conductive material is inserted between the repetitive structures. The number of repeating structures (tandem structures) of the pn junction layer may be any number, but is preferably 2 or more and 10 or less, more preferably 2 or more and 5 or less, and particularly preferably 2 in order to increase the photoelectric conversion efficiency. Or 3, most preferably 3. Silver or gold is preferable as the conductive material, and silver is most preferable.
In the present invention, the semiconductor having a tandem structure may be an inorganic material, but is preferably an organic semiconductor, and more preferably an organic dye.
The tandem structure is described in detail in Japanese Patent Application No. 2004-079930.

〔配向規定〕
本発明は1対の電極間にp型半導体の層、n型半導体の層、(好ましくは混合・分散(バルクヘテロ接合構造)層)を持つ光電変換膜を有する撮像素子において、p型半導体及びn型半導体のうちの少なくとも1方に配向制御された有機化合物を含むことを特徴とする光電変換膜の場合が好ましく、さらに好ましくは、p型半導体及びn型半導体の両方に配向制御された(可能な)有機化合物を含む場合である。
光電変換膜の有機層に用いられる有機化合物としては、π共役電子を持つものが好ましく用いられるが、このπ電子平面が、基板(電極基板)に対して垂直ではなく、平行に近い角度で配向しているほど好ましい。基板に対する角度として好ましくは0°以上80°以下であり、さらに好ましくは0°以上60°以下であり、さらに好ましくは0°以上40°以下であり、さらに好ましくは0°以上20°以下であり、特に好ましくは0°以上10°以下であり、最も好ましくは0°(すなわち基板に対して平行)である。
上記のように、配向の制御された有機化合物の層は、有機層全体に対して一部でも含めば良いが、好ましくは、有機層全体に対する配向の制御された部分の割合が10%以上の場合であり、さらに好ましくは30%以上、さらに好ましくは50%以上、さらに好ましくは70%以上、特に好ましくは90%以上、最も好ましくは100%である。
このような状態は、光導電膜において、有機層の有機化合物の配向を制御することにより有機層のキャリア拡散長が短いという欠点を補い、光電変換効率を向上させるものである。
(Orientation regulation)
The present invention relates to an imaging device having a photoelectric conversion film having a p-type semiconductor layer, an n-type semiconductor layer (preferably a mixed / dispersed (bulk heterojunction structure) layer) between a pair of electrodes, and the p-type semiconductor and n Preferred is a photoelectric conversion film characterized by containing an organic compound whose orientation is controlled in at least one of the type semiconductors, and more preferably, the orientation is controlled by both the p-type semiconductor and the n-type semiconductor (possible N) when an organic compound is included.
As the organic compound used in the organic layer of the photoelectric conversion film, one having π-conjugated electrons is preferably used, but this π-electron plane is not perpendicular to the substrate (electrode substrate) but oriented at an angle close to parallel. The better it is. The angle with respect to the substrate is preferably 0 ° or more and 80 ° or less, more preferably 0 ° or more and 60 ° or less, further preferably 0 ° or more and 40 ° or less, and further preferably 0 ° or more and 20 ° or less. Particularly preferably, it is 0 ° or more and 10 ° or less, and most preferably 0 ° (that is, parallel to the substrate).
As described above, the organic compound layer whose orientation is controlled may be partially included in the entire organic layer, but preferably the proportion of the portion whose orientation is controlled with respect to the entire organic layer is 10% or more. More preferably, it is 30% or more, more preferably 50% or more, further preferably 70% or more, particularly preferably 90% or more, and most preferably 100%.
Such a state compensates for the shortcoming of the short carrier diffusion length of the organic layer by controlling the orientation of the organic compound in the organic layer in the photoconductive film, and improves the photoelectric conversion efficiency.

本発明の有機化合物の配向が制御されている場合において、さらに好ましくはヘテロ接合面(例えばpn接合面)が基板に対して平行ではない場合である。ヘテロ接合面が、基板(電極基板)に対して平行ではなく、垂直に近い角度で配向しているほど好ましい。基板に対する角度として好ましくは10°以上90°以下であり、さらに好ましくは30°以上90°以下であり、さらに好ましくは50°以上90°以下であり、さらに好ましくは70°以上90°以下であり、特に好ましくは80°以上90°以下であり、最も好ましくは90°(すなわち基板に対して垂直)である。
上記のような、ヘテロ接合面の制御された有機化合物の層は、有機層全体に対して一部でも含めば良い。好ましくは、有機層全体に対する配向の制御された部分の割合が10%以上の場合であり、さらに好ましくは30%以上、さらに好ましくは50%以上、さらに好ましくは70%以上、特に好ましくは90%以上、最も好ましくは100%である。このような場合、有機層におけるヘテロ接合面の面積が増大し、界面で生成する電子、正孔、電子正孔ペア等のキャリア量が増大し、光電変換効率の向上が可能となる。
以上の、有機化合物のヘテロ接合面とπ電子平面の両方の配向が制御された光導電膜(光電変換膜)において、特に光電変換効率の向上が可能である。
これらの状態については、特願2004−079931号において詳細に説明されている。
In the case where the orientation of the organic compound of the present invention is controlled, it is more preferable that the heterojunction plane (for example, the pn junction plane) is not parallel to the substrate. It is more preferable that the heterojunction plane is oriented not at a parallel to the substrate (electrode substrate) but at an angle close to the vertical. The angle with respect to the substrate is preferably 10 ° or more and 90 ° or less, more preferably 30 ° or more and 90 ° or less, further preferably 50 ° or more and 90 ° or less, and further preferably 70 ° or more and 90 ° or less. Particularly preferably, it is 80 ° or more and 90 ° or less, and most preferably 90 ° (that is, perpendicular to the substrate).
The organic compound layer whose heterojunction surface is controlled as described above may be partially included in the entire organic layer. Preferably, the proportion of the portion where the orientation is controlled with respect to the entire organic layer is 10% or more, more preferably 30% or more, more preferably 50% or more, further preferably 70% or more, and particularly preferably 90%. Above, most preferably 100%. In such a case, the area of the heterojunction surface in the organic layer increases, the amount of carriers of electrons, holes, electron-hole pairs, etc. generated at the interface increases, and the photoelectric conversion efficiency can be improved.
In the above-described photoconductive film (photoelectric conversion film) in which the orientation of both the heterojunction plane and the π-electron plane of the organic compound is controlled, it is possible to improve the photoelectric conversion efficiency.
These states are described in detail in Japanese Patent Application No. 2004-079931.

[有機色素層の膜厚規定]
本発明の光電変換膜をカラー撮像素子(イメージセンサー)として用いる場合、B、G、R層各々の有機色素層の光吸収率を、好ましくは50%以上、さらに好ましくは70%以上、特に好ましくは90%(吸光度=1)以上、最も好ましくは99%以上にすることが光電変換効率を向上させ、さらに、下層に余分な光を通さず色分離を良くするために好ましい。従って、光吸収の点では有機色素層の膜厚は大きいほど好ましいが、電荷分離に寄与しない割合を考慮すると、本発明における有機色素層の膜厚として好ましくは、30nm〜300nm、さらに好ましくは50nm〜150nm、特に好ましくは80nm〜130nmである。
[BGR分光について]
本発明においては、色再現良好なBGR光電変換膜、即ち青色光電変換膜、緑色光電変換膜、赤色光電変換膜の3層を積層した光電変換素子を好ましく用いることができる。
各光電変換膜は例えば、前述した分光吸収及び/または分光感度特性を有する場合が好ましい。
[Thickness regulation of organic dye layer]
When the photoelectric conversion film of the present invention is used as a color image sensor (image sensor), the light absorption rate of each of the organic dye layers of the B, G, and R layers is preferably 50% or more, more preferably 70% or more, and particularly preferably. Is preferably 90% (absorbance = 1) or more, most preferably 99% or more in order to improve the photoelectric conversion efficiency and to improve color separation without passing excess light through the lower layer. Therefore, in terms of light absorption, the larger the thickness of the organic dye layer is, the more preferable, but considering the ratio that does not contribute to charge separation, the thickness of the organic dye layer in the present invention is preferably 30 nm to 300 nm, more preferably 50 nm. ˜150 nm, particularly preferably 80 nm to 130 nm.
[About BGR spectroscopy]
In the present invention, a BGR photoelectric conversion film with good color reproduction, that is, a photoelectric conversion element in which three layers of a blue photoelectric conversion film, a green photoelectric conversion film, and a red photoelectric conversion film are stacked can be preferably used.
Each photoelectric conversion film preferably has, for example, the above-described spectral absorption and / or spectral sensitivity characteristics.

[積層構造]
本発明において、好ましくは少なくとも2つの光電変換膜が積層している光電変換素子を用いる場合である。積層撮像素子は特に制限はなく、この分野で用いられているものは全て適用できるが、好ましくはBGR3層積層構造であり、BGR積層構造の好ましい例を図1に示す。
つぎに、本発明に係る固体撮像素子は、例えば、本実施の態様で示されるような光電変換膜を有する。そして、図1に示されるような固体撮像素子は、走査回路部の上に積層型光電変換膜が設けられる。走査回路部は、半導体基板上にMOSトランジスタが各画素単位に形成された構成や、あるいは、撮像素子としてCCDを有する構成を適宜採用することができる。
例えばMOSトランジスタを用いた固体撮像素子の場合、電極を透過した入射光によって光電変換膜の中に電荷が発生し、電極に電圧を印加することにより電極と電極との間に生じる電界によって電荷が光電変換膜の中を電極まで走行し、さらにMOSトランジスタの電荷蓄積部まで移動し、電荷蓄積部に電荷が蓄積される。電荷蓄積部に蓄積された電荷は、MOSトランジスタのスイッチングにより電荷読出し部に移動し、さらに電気信号として出力される。これにより、フルカラーの画像信号が、信号処理部を含む固体撮像装置に入力される。
これらの積層撮像素子については、特開昭58−103165号公報の第2図及び特開昭58−103166号公報の第2図等で代表される固体カラー撮像素子も適用できる。
[Laminated structure]
In the present invention, it is preferable to use a photoelectric conversion element in which at least two photoelectric conversion films are laminated. There are no particular limitations on the multilayer imaging device, and any of those used in this field can be applied. However, a BGR three-layer structure is preferable, and a preferred example of the BGR multilayer structure is shown in FIG.
Next, the solid-state imaging device according to the present invention has, for example, a photoelectric conversion film as shown in this embodiment. In the solid-state imaging device as shown in FIG. 1, a stacked photoelectric conversion film is provided on the scanning circuit unit. The scanning circuit unit can appropriately adopt a configuration in which a MOS transistor is formed on a semiconductor substrate for each pixel unit, or a configuration having a CCD as an image sensor.
For example, in the case of a solid-state imaging device using a MOS transistor, charges are generated in the photoelectric conversion film by incident light transmitted through the electrodes, and the charges are generated by an electric field generated between the electrodes by applying a voltage to the electrodes. It travels to the electrode through the photoelectric conversion film, and further moves to the charge storage part of the MOS transistor, and charges are stored in the charge storage part. The charge accumulated in the charge accumulation unit moves to the charge readout unit by switching of the MOS transistor, and is further output as an electric signal. Thereby, a full-color image signal is input to the solid-state imaging device including the signal processing unit.
As these laminated image pickup devices, solid color image pickup devices represented by FIG. 2 of JP-A-58-103165, FIG. 2 of JP-A-58-103166, and the like can also be applied.

上記の積層型撮像素子好ましくは3層積層型撮像素子の製造工程については特開2002−83946号公報記載の方法(同公報の図7〜23及び段落番号0026〜0038参照)が適用できる。   The method described in JP-A-2002-83946 (see FIGS. 7 to 23 and paragraph numbers 0026 to 0038 of the same publication) can be applied to the manufacturing process of the above-described multilayer image sensor, preferably a three-layer image sensor.

[実施例]
実施例及び実施態様を下記に記載する。
[Example]
Examples and embodiments are described below.

インジウムスズ酸化物薄膜(以下、ITOと称する)上に、真空蒸着法により本発明の(色素:A−1)の膜厚50nmの層を形成し、次に、真空蒸着法により(材料1)の膜厚50nmの層を形成し、さらに、真空蒸着法により膜厚20nmの半透明の金電極を形成し、光導電素子Aを得ることができる。また、光電変換素子Aの(色素:A−1)のかわりに銅フタロシアニンを用いた以外は同様の光導電素子Bを用いる。なお、これらの光導電膜A,Bを画素に分けた撮像素子を、各々撮像素子A,Bとする。
光電変換素子Aの光電変換膜の吸収極大波長は615nm、吸収の半値幅は80nmである。一方、光電変換素子Bの光電変換膜の吸収極大波長は610nm、吸収の半値幅は205nmである。
撮像素子Aの光応答電流は、撮像素子Bの1.4倍になる。
また、電極間に5vの電圧の逆バイアスを印加(金電極に正電圧を印加)、すなわち5×107V/mの電界をかけることにより、撮像素子Aの光応答電流は電圧を印加しない場合に比べて2.6倍になるのに対して、比較の撮像素子Bの光応答電流は電圧を印加しない場合に比べて1.9倍にしかならない。
なお、(色素:A−1)又は銅フタロシアニンと(材料1)の積層順を逆にしても同様の結果が得られる。この場合、電圧印加の正負は逆にする。
以上のように、本発明の色素を含む光電変換膜からなる撮像素子は、本発明の色素を含まない光電変換膜からなる撮像素子に比べて、光応答電流が高く撮像素子として高感度であり、また、電圧を印加した場合に顕著に高感度になる。
On the indium tin oxide thin film (hereinafter referred to as ITO), a 50 nm-thick (Dye: A-1) layer of the present invention was formed by vacuum deposition, and then (material 1) by vacuum deposition. A photoconductive element A can be obtained by forming a 50 nm thick layer and further forming a 20 nm thick translucent gold electrode by vacuum deposition. The same photoconductive element B is used except that copper phthalocyanine is used instead of (pigment: A-1) of the photoelectric conversion element A. In addition, the image pick-up element which divided these photoconductive films A and B into pixels is set as image pick-up elements A and B, respectively.
The absorption maximum wavelength of the photoelectric conversion film of the photoelectric conversion element A is 615 nm, and the half width of absorption is 80 nm. On the other hand, the absorption maximum wavelength of the photoelectric conversion film of the photoelectric conversion element B is 610 nm, and the half width of absorption is 205 nm.
The optical response current of the image sensor A is 1.4 times that of the image sensor B.
Further, by applying a reverse bias of a voltage of 5v between the electrodes (a positive voltage is applied to the gold electrode), that is, by applying an electric field of 5 × 10 7 V / m, the photoresponse current of the image sensor A does not apply a voltage. In contrast to the case of 2.6 times, the photoresponse current of the comparative image pickup element B is only 1.9 times that of the case where no voltage is applied.
The same result can be obtained even if the order of lamination of (dye: A-1) or copper phthalocyanine and (material 1) is reversed. In this case, the polarity of voltage application is reversed.
As described above, the image sensor made of the photoelectric conversion film containing the dye of the present invention has a higher photoresponse current and higher sensitivity as the image sensor than the image sensor made of the photoelectric conversion film not containing the dye of the present invention. Moreover, when a voltage is applied, the sensitivity becomes remarkably high.

Figure 2006086160
Figure 2006086160

実施例1で述べた撮像素子で使用する化合物を、以下のように変更した以外は同様の本発明の素子は、実施例1と同様に優れた性能を示す。
本発明の素子(光電変換素子C、撮像素子C):
(色素:A−1)を本発明の(色素:A−2)に変更
光電変換素子Cの光電変換膜の吸収極大波長は557nm、吸収の半値幅は71nmである。
The same elements of the present invention except for the compounds used in the image sensor described in Example 1 were changed as follows, and showed excellent performance as in Example 1.
Elements of the present invention (photoelectric conversion element C, imaging element C):
(Dye: A-1) is changed to (Dye: A-2) of the present invention. The maximum absorption wavelength of the photoelectric conversion film of the photoelectric conversion element C is 557 nm, and the half width of absorption is 71 nm.

実施例1で述べた撮像素子で使用する化合物を、以下のように変更した以外は同様の本発明の素子は、実施例1と同様に優れた性能を示す。
本発明の素子(光電変換素子D、撮像素子D):
(色素:A−1)を本発明の(色素:A−3)に変更
光電変換素子Cの光電変換膜の吸収極大波長は457nm、吸収の半値幅は70nmである。
The same elements of the present invention except for the compounds used in the image sensor described in Example 1 were changed as follows, and showed excellent performance as in Example 1.
Elements of the present invention (photoelectric conversion element D, imaging element D):
(Dye: A-1) is changed to (Dye: A-3) of the present invention. The maximum absorption wavelength of the photoelectric conversion film of the photoelectric conversion element C is 457 nm, and the half width of absorption is 70 nm.

実施例3の撮像素子をB層、2の撮像素子をG層、1の撮像素子をR層として、3層を積層した図1に示す撮像素子において、各層とも比較に対して優れた光応答電流を示し高感度であり、カラー撮像素子としての色再現性に優れている。   In the imaging device shown in FIG. 1 in which the imaging device of Example 3 is a B layer, the imaging device of 2 is the G layer, the imaging device of 1 is the R layer, and the three imaging layers are laminated, each layer has an excellent optical response compared It shows current and is highly sensitive, and has excellent color reproducibility as a color image sensor.

本発明によるBGR3層積層の光電変換膜積層撮像素子の1画素分の断面模式図である。It is a cross-sectional schematic diagram for 1 pixel of the photoelectric conversion film laminated | stacked image pick-up element of BGR 3 layer lamination by this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1 Pウェル層
2,4,6 高濃度不純物領域
3,5,7 MOS回路
8 ゲート絶縁膜
9,10 絶縁膜
11,14,16,19,21,24, 透明電極膜
12,17,22, 電極
13,18,23 光電変換膜
10,15,20,25 透明絶縁膜
26 遮光膜
50 半導体基板
1 P-well layers 2, 4, 6 High-concentration impurity regions 3, 5, 7 MOS circuit 8 Gate insulating films 9, 10 Insulating films 11, 14, 16, 19, 21, 24, Transparent electrode films 12, 17, 22, Electrodes 13, 18, 23 Photoelectric conversion films 10, 15, 20, 25 Transparent insulating film 26 Light shielding film 50 Semiconductor substrate

Claims (18)

有機p型半導体と有機n型半導体の有機pn接合を有する光電変換膜において、少なくとも一つのメロシアニン色素を含むことを特徴とする光電変換膜。   A photoelectric conversion film having an organic pn junction of an organic p-type semiconductor and an organic n-type semiconductor, comprising at least one merocyanine dye. 請求項1記載のメロシアニン色素が、下記一般式(A)で表されることを特徴とする請求項1記載の光電変換膜。
一般式(A)
Figure 2006086160
式(A)中、L108、L109、L110、及びL111は各々独立にメチン基を表す。p103は0又は1を表す。q101は0又は1を表わす。n102は0、1、2、3又は4を表す。Z103は含窒素複素環を形成するために必要な原子群を表す。Z104とZ104’は(N−R104)q101と一緒になって環、又は非環式の酸性末端基を形成するために必要な原子群を表す。ただし、Z103、及びZ104とZ104’に環が縮環していても置換基を有していても良い。M102は電荷均衡対イオンを表し、m102は分子の電荷を中和するのに必要な0以上の数を表す。R103、及びR104は各々独立に水素原子、アルキル基、アリール基、又は複素環基を表す。
2. The photoelectric conversion film according to claim 1, wherein the merocyanine dye according to claim 1 is represented by the following general formula (A).
Formula (A)
Figure 2006086160
In formula (A), L 108 , L 109 , L 110 and L 111 each independently represent a methine group. p 103 represents 0 or 1; q 101 represents 0 or 1. n 102 represents 0, 1, 2, 3 or 4. Z 103 represents an atomic group necessary for forming a nitrogen-containing heterocycle. Z 104 and Z 104 ′ together with (N—R 104 ) q 101 represent an atomic group necessary for forming a ring or an acyclic acidic end group. However, Z 103 and Z 104 and Z 104 ′ may be condensed or may have a substituent. M 102 represents a charge balancing counter ion, m 102 represents a number of 0 or more necessary for neutralizing the molecular charge. R 103 and R 104 each independently represents a hydrogen atom, an alkyl group, an aryl group, or a heterocyclic group.
前記メロシアニン色素含有層の厚みが、30nm以上300nm以下であることを特徴とする請求項1または2に記載の光電変換膜。   The photoelectric conversion film according to claim 1 or 2, wherein the merocyanine dye-containing layer has a thickness of 30 nm to 300 nm. 請求項1〜3のいずれかに記載の光電変換膜とそれを挟む一対の電極とを含む光電変換素子。   A photoelectric conversion element comprising the photoelectric conversion film according to claim 1 and a pair of electrodes sandwiching the photoelectric conversion film. 請求項4に記載の光電変換素子を含む撮像素子。   An imaging device comprising the photoelectric conversion device according to claim 4. 請求項4に記載の光電変換素子を2層以上積層したことを特徴とする請求項の撮像素子。   The image pickup device according to claim 4, wherein two or more layers of the photoelectric conversion device according to claim 4 are laminated. 請求項6に記載の2層以上の光電変換素子が、青色光電変換素子、緑色光電換素子、赤色光電変換素子の3層を含むことを特徴とする請求項6に記載の撮素子。   7. The imaging element according to claim 6, wherein the photoelectric conversion element having two or more layers according to claim 6 includes three layers of a blue photoelectric conversion element, a green photoelectric conversion element, and a red photoelectric conversion element. 請求項7に記載の青色光電変換素子、緑色光電変換素子、赤色光電変換素子の順に、分光吸収極大値を各々λmax1,λmax2,λmax3としたとき、λmax1が400nm以上500nm以下、λmax2が500nm以上600nm以下、λmax3が600nm以上700nm以下の範囲にあることを特徴とする請求項7に記載の撮像素子。   When the spectral absorption maximum values are λmax1, λmax2, and λmax3 in the order of the blue photoelectric conversion element, the green photoelectric conversion element, and the red photoelectric conversion element according to claim 7, λmax1 is 400 nm to 500 nm and λmax2 is 500 nm to 600 nm. The imaging element according to claim 7, wherein λmax3 is in the range of 600 nm to 700 nm. 請求項7に記載の青色光電変換素子、緑色光電変換素子、赤色光電変換素子の順に、分光感度極大値を各々Smax1,Smax2,Smax3としたとき、Smax1が400nm以上500nm以下、Smax2が500nm以上600nm以下、Smax3が600nm以上700nm以下の範囲にあることを特徴とする請求項7に記載の撮像素子。   When the spectral sensitivity maximum values are Smax1, Smax2, and Smax3 in the order of the blue photoelectric conversion element, the green photoelectric conversion element, and the red photoelectric conversion element according to claim 7, Smax1 is 400 nm to 500 nm and Smax2 is 500 nm to 600 nm. The image sensor according to claim 7, wherein Smax3 is in a range of 600 nm to 700 nm. 請求項7に記載の青色光電変換素子、緑色光電変換素子、赤色光電変換素子の分光極大吸収の50%を示す最も短波長と最も長波長の間隔が、各々、120nm以下であることを特徴とする請求項7に記載の撮像素子。   The distance between the shortest wavelength and the longest wavelength that indicates 50% of the spectral maximum absorption of the blue photoelectric conversion element, the green photoelectric conversion element, and the red photoelectric conversion element according to claim 7 is 120 nm or less, respectively. The imaging device according to claim 7. 請求項7に記載の青色光電変換素子、緑色光電変換素子、赤色光電変換素子の分光極大感度の50%を示す最も短波長と最も長波長の間隔が、各々、120nm以下であることを特徴とする請求項7に記載の撮像素子。   The distance between the shortest wavelength and the longest wavelength that indicates 50% of the spectral maximum sensitivity of the blue photoelectric conversion element, the green photoelectric conversion element, and the red photoelectric conversion element according to claim 7 is 120 nm or less, respectively. The imaging device according to claim 7. 請求項7に記載の青色光電変換素子、緑色光電変換素子、赤色光電変換素子の分光極大吸収の80%を示す最も短波長と最も長波長の間隔が、各々、20nm以上で100nm以下であることを特徴とする請求項7に記載の撮像素子。   The interval between the shortest wavelength and the longest wavelength, which indicates 80% of the spectral maximum absorption of the blue photoelectric conversion element, the green photoelectric conversion element, and the red photoelectric conversion element according to claim 7, is 20 nm or more and 100 nm or less, respectively. The imaging device according to claim 7. 請求項7に記載の青色光電変換素子、緑色光電変換素子、赤色光電変換素子の分光極大感度の80%を示す最も短波長と最も長波長の間隔が、各々、20nm以上で100nm以下であることを特徴とする請求項7に記載の撮像素子。   The interval between the shortest wavelength and the longest wavelength, which indicates 80% of the spectral maximum sensitivity of the blue photoelectric conversion element, the green photoelectric conversion element, and the red photoelectric conversion element according to claim 7, is 20 nm or more and 100 nm or less, respectively. The imaging device according to claim 7. 請求項7に記載の青色光電変換素子、緑色光電変換素子、赤色光電変換素子の分光極大吸収の20%を示す最も短波長と最も長波長の間隔が、各々、180nm以下であることを特徴とする請求項7に記載の撮像素子。   The distance between the shortest wavelength and the longest wavelength indicating 20% of the spectral maximum absorption of the blue photoelectric conversion element, the green photoelectric conversion element, and the red photoelectric conversion element according to claim 7 is 180 nm or less, respectively. The imaging device according to claim 7. 請求項7に記載の青色光電変換素子、緑色光電変換素子、赤色光電変換素子の分光極大感度の20%を示す最も短波長と最も長波長の間隔が、各々、180nm以下であることを特徴とする請求項7に記載の撮像素子。   The distance between the shortest wavelength and the longest wavelength indicating 20% of the spectral maximum sensitivity of the blue photoelectric conversion element, the green photoelectric conversion element, and the red photoelectric conversion element according to claim 7 is 180 nm or less, respectively. The imaging device according to claim 7. 請求項7に記載の青色光電変換素子、緑色光電変換素子、赤色光電変換素子の順に、分光極大吸収の50%を示す最も長波長が、各々、460nm以上510nm以下、560nm以上610nm以下、640nm以上730nm以下であることを特徴とする請求項7に記載の撮像素子。   The longest wavelengths showing 50% of the spectral maximum absorption in the order of the blue photoelectric conversion element, the green photoelectric conversion element, and the red photoelectric conversion element according to claim 7 are 460 nm to 510 nm, 560 nm to 610 nm, and 640 nm, respectively. The imaging device according to claim 7, wherein the imaging device is 730 nm or less. 請求項7に記載の青色光電変換素子、緑色光電変換素子、赤色光電変換素子の順に、分光極大感度の50%を示す最も長波長が、各々、460nm以上510nm以下、560nm以上610nm以下、640nm以上730nm以下であることを特徴とする請求項7に記載の撮像素子。   The longest wavelengths showing 50% of the spectral maximum sensitivity in the order of the blue photoelectric conversion element, the green photoelectric conversion element, and the red photoelectric conversion element according to claim 7 are 460 nm to 510 nm, 560 nm to 610 nm, and 640 nm, respectively. The imaging device according to claim 7, wherein the imaging device is 730 nm or less. 請求項1〜17に記載の光電変換膜、光電変換素子、または撮像素子に10V/m以上1×1012V/m以下の電場を印加する方法。 A method of applying an electric field of 10 V / m or more and 1 × 10 12 V / m or less to the photoelectric conversion film, the photoelectric conversion element, or the imaging element according to claim 1.
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