JP2015074793A - Manufacturing method of photoelectric conversion layer and vapor deposition method - Google Patents

Manufacturing method of photoelectric conversion layer and vapor deposition method Download PDF

Info

Publication number
JP2015074793A
JP2015074793A JP2013210265A JP2013210265A JP2015074793A JP 2015074793 A JP2015074793 A JP 2015074793A JP 2013210265 A JP2013210265 A JP 2013210265A JP 2013210265 A JP2013210265 A JP 2013210265A JP 2015074793 A JP2015074793 A JP 2015074793A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
vapor deposition
photoelectric conversion
organic material
organic
deposition chamber
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2013210265A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
誠之 林
Masayuki Hayashi
誠之 林
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujifilm Corp
Original Assignee
Fujifilm Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fujifilm Corp filed Critical Fujifilm Corp
Priority to JP2013210265A priority Critical patent/JP2015074793A/en
Publication of JP2015074793A publication Critical patent/JP2015074793A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Physical Vapour Deposition (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a manufacturing method of a photoelectric conversion layer and a vapor deposition method in which a photoelectric conversion layer can be formed in a stable composition without deteriorating purity of an organic material and the like, and in which productivity is high.SOLUTION: In a manufacturing method of a photoelectric conversion layer, a photoelectric conversion layer is formed by depositing an organic material on a material to be deposited in a vapor deposition chamber in vacuum atmosphere. The method includes: a vapor deposition step of heating and evaporating the organic material and depositing the organic material on the material to be deposited; and a stop step of suppressing the evaporation of the organic material in a state where the heating of the organic material is maintained by supplying an inert gas to the vapor deposition chamber, and temporarily stopping the vapor deposition. In the stop step, when supply of the inert gas to the vapor deposition chamber is stopped, the evaporation of the organic material is resumed. Thus, the photoelectric conversion layer can be manufactured.

Description

本発明は、有機ELおよび有機CMOS等の有機デバイスの製造に用いることができる光電変換層の製造方法および蒸着方法に関し、特に、有機材料の純度等を劣化させずに安定した組成で光電変換層を成膜することができ、かつ生産性が高い光電変換層の製造方法および蒸着方法に関する。   The present invention relates to a manufacturing method and a deposition method of a photoelectric conversion layer that can be used for manufacturing organic devices such as organic EL and organic CMOS, and in particular, a photoelectric conversion layer having a stable composition without deteriorating the purity of an organic material. It is related with the manufacturing method and vapor deposition method of a photoelectric converting layer which can form film.

有機膜の成膜には、一般的に真空加熱蒸着法が用いられている。有機膜の用途としては、例えば、有機ELおよび有機CMOS等の有機デバイスへの用途がある。有機膜の製造方法としては、種々のものが提案されている(特許文献1、2等)。
特許文献1には、蒸着中に極わずかのガスを導入し、そのガスの気流により昇華した有機材料を基板まで輸送し成膜して、基体上の有機薄膜を形成する方法が記載されている。
具体的には、キャリヤガスを用いてTPD(N,N′−ジフェニル−N,N−ビス(3−メチルフェニル)1,1′−ビフェニル−4,4′ジアミン)蒸気を基体に運んでTPD層を形成することが記載されている。
In general, a vacuum heating deposition method is used to form the organic film. Applications of the organic film include, for example, applications for organic devices such as organic EL and organic CMOS. Various methods for producing an organic film have been proposed (Patent Documents 1, 2, etc.).
Patent Document 1 describes a method of forming an organic thin film on a substrate by introducing a very small amount of gas during vapor deposition, transporting an organic material sublimated by the gas flow to the substrate, and forming a film. .
Specifically, TPD (N, N′-diphenyl-N, N-bis (3-methylphenyl) 1,1′-biphenyl-4,4′diamine) vapor is transported to the substrate by using a carrier gas. The formation of a layer is described.

特許文献2では、有機蒸発源内に配置された有機薄膜材料を不活性ガス雰囲気に置いて所定温度まで昇温させ、真空雰囲気にして有機薄膜材料の蒸気を発生させ、有機薄膜の形成を行っている。また、特許文献2では、蒸着の開始ならびに終了を不活性ガスの導入に基づく真空度の変化によって行う(蒸着を開始するときは不活性ガスの導入を停止して真空度上げ、蒸着を終了するときは蒸発しない圧力まで不活性ガスを導入する)ことにより、真空度の変化のみで蒸着を開始、または停止させている。   In Patent Document 2, an organic thin film material disposed in an organic evaporation source is placed in an inert gas atmosphere, heated to a predetermined temperature, and a vapor of the organic thin film material is generated in a vacuum atmosphere to form an organic thin film. Yes. Further, in Patent Document 2, the start and end of vapor deposition are performed by changing the degree of vacuum based on the introduction of an inert gas (when the vapor deposition is started, the introduction of the inert gas is stopped and the degree of vacuum is raised to complete the vapor deposition. In some cases, the deposition is started or stopped only by the change in the degree of vacuum by introducing an inert gas to a pressure at which it does not evaporate).

特表2001−523768号公報JP-T-2001-523768 特開平10−158820号公報Japanese Patent Laid-Open No. 10-158820

特許文献1のような蒸着方法を用いた場合、有機蒸着膜の量産において、熱に弱い有機材料は連続加熱で分解してしまうため、短い時間毎に材料を供給することで有機材料が長時間連続的に加熱されて分解することを防いでいる。しかし、材料供給のたびに材料加熱部の温度を下げ、その後、蒸着に必要な温度まで上げる必要があった。これにより蒸着できない時間が増え、量産性を低下させていた。
一方、特許文献2では、蒸着の開始ならびに終了を不活性ガスの導入に基づく真空度の変化によって行っている。しかしながら、特許文献2においては、有機膜の蒸着に際し、温度の上昇および下降の回数が多く、加熱および降温に要する時間がかかり、かつ加熱に要するエネルギも必要になる。このため、生産コストが嵩み、かつ生産性が低い。
When the vapor deposition method as in Patent Document 1 is used, in the mass production of an organic vapor deposition film, an organic material that is weak against heat is decomposed by continuous heating. It is continuously heated to prevent decomposition. However, it is necessary to lower the temperature of the material heating unit every time the material is supplied, and then raise the temperature to a temperature necessary for vapor deposition. As a result, the time during which vapor deposition cannot be increased increases the productivity.
On the other hand, in Patent Document 2, the start and end of vapor deposition are performed by changing the degree of vacuum based on the introduction of an inert gas. However, in Patent Document 2, when an organic film is deposited, the number of times of temperature rise and fall is large, it takes time for heating and temperature lowering, and energy required for heating is also required. For this reason, production cost increases and productivity is low.

本発明の目的は、前記従来技術に基づく問題点を解消し、有機材料の純度等を劣化させずに安定した組成で光電変換層を成膜することができ、かつ生産性が高い光電変換層の製造方法および蒸着方法を提供することにある。   An object of the present invention is to solve the problems based on the above-described conventional technology, to form a photoelectric conversion layer with a stable composition without deteriorating the purity of the organic material, etc., and to have high productivity. It is providing the manufacturing method and vapor deposition method of these.

上記目的を達成するために、本発明の第1の態様は、真空雰囲気の蒸着室内で有機材料を被成膜材に蒸着して有機膜を成膜する製造方法であって、真空雰囲気の蒸着室内で、有機材料を加熱して蒸発させて有機材料を被成膜材に蒸着する蒸着工程と、有機材料の加熱を維持した状態で、蒸着室内に不活性ガスを供給して有機材料の蒸発を抑制し、蒸着を一時的に停止する停止工程と、有機材料の加熱を維持した状態で、蒸着室内への不活性ガスの供給を停止して真空雰囲気にし、有機材料の蒸着を再開する再開工程とを有し、停止工程において、蒸着室内に不活性ガスを供給した状態で、蒸着に用いる有機材料を供給する供給工程を有することを特徴とする光電変換層の製造方法を提供するものである。   In order to achieve the above object, a first aspect of the present invention is a manufacturing method for forming an organic film by depositing an organic material on a film forming material in a vacuum atmosphere deposition chamber. A vapor deposition process in which the organic material is heated and evaporated in the room to evaporate the organic material on the film deposition material, and the organic material is evaporated by supplying an inert gas into the vapor deposition room while maintaining the heating of the organic material. Resumes the process of stopping the deposition, temporarily stopping the deposition, and stopping the supply of the inert gas into the deposition chamber while maintaining the heating of the organic material to a vacuum atmosphere and restarting the deposition of the organic material And providing a method for producing a photoelectric conversion layer, characterized by having a supply step of supplying an organic material used for vapor deposition in a state where an inert gas is supplied into the vapor deposition chamber in the stop step. is there.

停止工程において、さらに蒸着室内に不活性ガスを供給した状態で、被成膜材を交換する交換工程を有することが好ましい。
例えば、不活性ガスは、窒素ガス、ヘリウムガス、アルゴンガス、ネオンガス、クリプトンガスおよびキセノンガスのうち、いずれかを用いることができる。
不活性ガスを導入した際の蒸着室内の圧力は、1×10−2Pa〜10Paであることが好ましい。また、例えば、被成膜材は、下部電極が形成された基板である。
In the stop step, it is preferable to further include an exchange step of exchanging the film forming material in a state where an inert gas is supplied into the vapor deposition chamber.
For example, as the inert gas, any of nitrogen gas, helium gas, argon gas, neon gas, krypton gas, and xenon gas can be used.
The pressure in the vapor deposition chamber when the inert gas is introduced is preferably 1 × 10 −2 Pa to 10 Pa. Further, for example, the film forming material is a substrate on which a lower electrode is formed.

本発明の第2の態様は、真空雰囲気の蒸着室内で被成膜材に有機材料を蒸着して有機膜を成膜する蒸着方法であって、真空雰囲気の蒸着室内で、有機材料を加熱して蒸発させて有機材料を被成膜材に蒸着する蒸着工程と、有機材料の加熱を維持した状態で、蒸着室内に不活性ガスを供給して有機材料の蒸発を抑制し、蒸着を一時的に停止する停止工程と、有機材料の加熱を維持した状態で、蒸着室内への不活性ガスの供給を停止して真空雰囲気にし、有機材料の蒸着を再開する再開工程とを有し、停止工程において、蒸着室内に不活性ガスを供給した状態で、蒸着に用いる有機材料を供給する供給工程を有することを特徴とする蒸着方法を提供するものである。   According to a second aspect of the present invention, there is provided a vapor deposition method for depositing an organic material on a film forming material in a vacuum atmosphere deposition chamber to form an organic film, wherein the organic material is heated in the vacuum atmosphere deposition chamber. Evaporation process to evaporate the organic material on the film deposition material, and while maintaining the heating of the organic material, the inert gas is supplied into the deposition chamber to suppress the evaporation of the organic material, and the deposition is temporarily A stop process, and in a state where the heating of the organic material is maintained, the supply of the inert gas into the deposition chamber is stopped to form a vacuum atmosphere, and the restart process of restarting the deposition of the organic material. The present invention provides a vapor deposition method characterized by having a supply step of supplying an organic material used for vapor deposition in a state where an inert gas is supplied into the vapor deposition chamber.

本発明によれば、蒸着室内に不活性ガスを供給することにより、蒸着室内の温度を下げることなく有機材料の蒸発を抑制することができ、また不活性ガスの供給を止めることで蒸着を迅速に再開することができる。これにより、光電変換層、有機膜の成膜の生産性を向上させることができ、かつ光電変換層、有機膜の成膜の大幅なコストダウンを実現することが可能となる。しかも、蒸着室内の温度を下げることなく有機材料の蒸発を抑制することにより、有機材料の純度等を劣化させずに安定した組成で蒸着することができ、これにより、膜質の良好な光電変換層、有機膜を得ることができる。   According to the present invention, by supplying an inert gas into the vapor deposition chamber, the evaporation of the organic material can be suppressed without lowering the temperature in the vapor deposition chamber, and the vapor deposition can be performed quickly by stopping the supply of the inert gas. Can resume. Thereby, the productivity of film formation of the photoelectric conversion layer and the organic film can be improved, and a significant cost reduction of the film formation of the photoelectric conversion layer and the organic film can be realized. Moreover, by suppressing the evaporation of the organic material without lowering the temperature in the vapor deposition chamber, it is possible to deposit with a stable composition without degrading the purity of the organic material, etc. An organic film can be obtained.

本発明の実施形態の有機膜の製造方法に用いられる有機材料の蒸着装置の一例を示す模式的断面図である。It is typical sectional drawing which shows an example of the vapor deposition apparatus of the organic material used for the manufacturing method of the organic film of embodiment of this invention. (a)〜(d)は、本発明の実施形態の有機膜の製造方法を工程順に示す模式図である。(A)-(d) is a schematic diagram which shows the manufacturing method of the organic film of embodiment of this invention in process order. 有機膜の成膜の際の蒸着室内の圧力および蒸着温度を示すグラフである。It is a graph which shows the pressure and vapor deposition temperature in the vapor deposition chamber in the case of film-forming of an organic film. 本発明の実施形態の光電変換層の製造方法を用いて形成される光電変換素子の一例を示す模式的断面図である。It is typical sectional drawing which shows an example of the photoelectric conversion element formed using the manufacturing method of the photoelectric converting layer of embodiment of this invention. (a)〜(c)は、本発明の実施形態の光電変換層の製造工程を含む光電変換素子の製造工程の一部を工程順に示す模式的断面図である。(A)-(c) is typical sectional drawing which shows a part of manufacturing process of the photoelectric conversion element containing the manufacturing process of the photoelectric converting layer of embodiment of this invention in process order.

以下に、添付の図面に示す好適実施形態に基づいて、本発明の光電変換層の製造方法および蒸着方法を詳細に説明する。
図1は、本発明の実施形態の有機膜の製造方法に用いられる有機材料の蒸着装置の一例を示す模式的断面図である。
図1に示す有機材料の蒸着装置10は、例えば、有機ELおよび有機CMOS等の有機膜の成膜に利用されるものであり、真空雰囲気で被成膜材に有機材料を蒸着して有機膜を成膜する。被成膜材は、例えば、基板100であり、この表面100aに有機膜102が成膜される。なお、被成膜材は、特に限定されるものではなく、被成膜材としては、有機ELおよび有機CMOS等の製造途中のものを用いることもできる。
また、有機膜102は、例えば、有機CMOS等の光電変換層である。
Below, based on suitable embodiment shown to an accompanying drawing, the manufacturing method and vapor deposition method of the photoelectric converting layer of this invention are demonstrated in detail.
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing an example of an organic material vapor deposition apparatus used in an organic film manufacturing method according to an embodiment of the present invention.
An organic material vapor deposition apparatus 10 shown in FIG. 1 is used for forming an organic film such as an organic EL and an organic CMOS, for example, and deposits an organic material on a film formation material in a vacuum atmosphere. Is deposited. The film forming material is, for example, the substrate 100, and the organic film 102 is formed on the surface 100a. Note that the film formation material is not particularly limited, and a film formation material such as an organic EL or an organic CMOS can be used as the film formation material.
The organic film 102 is a photoelectric conversion layer such as an organic CMOS.

蒸着装置10は、基本的に、蒸着室12と、この蒸着室12の内部12aを減圧し、所定の真空度(圧力)にする真空排気部14と、被成膜材に有機材料を蒸着する蒸着部16と、蒸着室12の内部12aに不活性ガスGiを供給するガス供給部18と、蒸着室12の内部12aの圧力を測定する圧力センサ19と、蒸着装置10の各部を制御する制御部20とを有する。なお、蒸着装置10において、図示が省略されている場合でも、制御部20は各部と接続されており、制御部20で制御される。
また、図示はしないが、蒸着装置10は、基板100を蒸着室12の内部12aに搬入および搬出する基板搬送部を有する。この基板搬送部(図示せず)も制御部20で制御される。
The vapor deposition apparatus 10 basically deposits a vapor deposition chamber 12, a vacuum exhaust unit 14 that reduces the pressure inside the vapor deposition chamber 12 to a predetermined vacuum level (pressure), and deposits an organic material on the film forming material. Deposition unit 16, gas supply unit 18 that supplies inert gas Gi to the interior 12 a of the deposition chamber 12, pressure sensor 19 that measures the pressure in the interior 12 a of the deposition chamber 12, and control that controls each unit of the deposition apparatus 10. Part 20. In the vapor deposition apparatus 10, even when the illustration is omitted, the control unit 20 is connected to each unit and is controlled by the control unit 20.
Although not shown, the vapor deposition apparatus 10 includes a substrate transport unit that carries the substrate 100 into and out of the interior 12 a of the vapor deposition chamber 12. The substrate transport unit (not shown) is also controlled by the control unit 20.

真空排気部14は、配管15を介して蒸着室12に接続されており、蒸着室12の内部12aを排気して所定の真空度(圧力)に保つものである。真空排気部14により、蒸着室12の内部12aは、例えば、蒸着時に1×10−5Pa〜1×10−4Pa程度の圧力にされる。
真空排気部14は、制御部20により制御される。また、真空排気部14は、蒸着装置に一般的に用いられる各種の真空ポンプを有するものであり、ドライポンプおよびターボ分子ポンプ等の真空ポンプを有する。
The vacuum exhaust unit 14 is connected to the vapor deposition chamber 12 via a pipe 15, and exhausts the interior 12 a of the vapor deposition chamber 12 to maintain a predetermined degree of vacuum (pressure). The inside 12a of the vapor deposition chamber 12 is brought to a pressure of about 1 × 10 −5 Pa to 1 × 10 −4 Pa during vapor deposition, for example, by the vacuum exhaust unit 14.
The vacuum exhaust unit 14 is controlled by the control unit 20. Moreover, the vacuum exhaust part 14 has various vacuum pumps generally used for a vapor deposition apparatus, and has vacuum pumps, such as a dry pump and a turbo-molecular pump.

蒸着室12の内部12aの圧力センサ19は制御部20に接続されている。制御部20により、圧力センサ19で得られた圧力に基づき、真空排気部14が動作され、所定の圧力にされる。また、後述するガス供給部18から不活性ガスGiが蒸着室12の内部12aに供給された際の圧力も圧力センサ19で測定され、不活性ガスGiの流量等の供給量が制御部20で制御される。   A pressure sensor 19 inside the vapor deposition chamber 12 is connected to the control unit 20. Based on the pressure obtained by the pressure sensor 19, the evacuation unit 14 is operated by the control unit 20 to a predetermined pressure. Further, the pressure when the inert gas Gi is supplied from the gas supply unit 18 to be described later to the inside 12 a of the vapor deposition chamber 12 is also measured by the pressure sensor 19, and the supply amount such as the flow rate of the inert gas Gi is controlled by the control unit 20. Be controlled.

蒸着部16は、有機材料mを蒸発させて基板100の表面100aに、その蒸気Voを当てて蒸着させるものである。
蒸着部16は、るつぼ22と、加熱部24と、電源部26と、材料供給部28とを有する。るつぼ22と加熱部24は蒸着室12の内部12aに配置されており、電源部26は蒸着室12の外部に設けられており、制御部20と接続されている。また、材料供給部28は、蒸着室12の外部に設けられており、材料供給の際に、蒸着室12の内部22aに進入して、有機材料mをるつぼ22の内部22aに供給する。この材料供給部28も制御部20と接続されている。
The vapor deposition part 16 evaporates the organic material m, and vapor-deposits it on the surface 100a of the board | substrate 100 by applying the vapor | steam Vo.
The vapor deposition unit 16 includes a crucible 22, a heating unit 24, a power supply unit 26, and a material supply unit 28. The crucible 22 and the heating unit 24 are disposed inside the vapor deposition chamber 12, and the power source unit 26 is provided outside the vapor deposition chamber 12 and is connected to the control unit 20. The material supply unit 28 is provided outside the vapor deposition chamber 12, and enters the inside 22 a of the vapor deposition chamber 12 to supply the organic material m to the inside 22 a of the crucible 22 when supplying the material. The material supply unit 28 is also connected to the control unit 20.

るつぼ22は内部22aに有機材料mを収納するものである。るつぼ22が加熱されて有機材料mが蒸発し、蒸気Voが発生する。有機材料mは、例えば、粉体状、粒状等の形態である。
加熱部24は、るつぼ22を加熱し、有機材料mを蒸発させるためのものである。加熱部24は有機材料mを蒸発させることができれば、その構成は特に限定されるものではない。例えば、抵抗加熱方式および誘導加熱方式等の各種の加熱方式が利用可能である。加熱部24が誘導加熱方式であれば、誘導加熱コイルを備える。
電源部26は、加熱部24に、加熱方式に応じた電圧または電流を供給し、有機材料mを蒸発させるためのものである。例えば、加熱部24が誘導加熱方式であれば、誘導加熱コイルに接続される高周波電源を有する。
The crucible 22 stores the organic material m in the interior 22a. The crucible 22 is heated to evaporate the organic material m, and vapor Vo is generated. The organic material m is in the form of, for example, a powder or a granule.
The heating unit 24 is for heating the crucible 22 and evaporating the organic material m. The configuration of the heating unit 24 is not particularly limited as long as the organic material m can be evaporated. For example, various heating methods such as a resistance heating method and an induction heating method can be used. If the heating unit 24 is an induction heating system, an induction heating coil is provided.
The power supply unit 26 supplies the heating unit 24 with a voltage or current corresponding to the heating method, and evaporates the organic material m. For example, if the heating unit 24 is an induction heating system, it has a high frequency power source connected to the induction heating coil.

材料供給部28は、るつぼ22内部22aに有機材料mを供給するものである。有機材料mを供給するとき以外は、蒸着室12の外部に配置されている。材料供給部28は、後述するように蒸着室12の内部12aに不活性ガスGiが供給されている間、蒸着室12の内部12aに進入し、るつぼ22の内部22aに有機材料mを供給する。
なお、材料供給部28における有機材料mの供給機構は、るつぼ22の内部22aに有機材料mを供給することができれば、その構成は特に限定されるものではない。
The material supply unit 28 supplies the organic material m to the crucible 22 inside 22a. It is arranged outside the vapor deposition chamber 12 except when supplying the organic material m. The material supply unit 28 enters the interior 12a of the deposition chamber 12 and supplies the organic material m to the interior 22a of the crucible 22 while the inert gas Gi is supplied to the interior 12a of the deposition chamber 12 as will be described later. .
The configuration of the supply mechanism of the organic material m in the material supply unit 28 is not particularly limited as long as the organic material m can be supplied to the inside 22 a of the crucible 22.

ガス供給部18は、蒸着室12の内部12aに不活性ガスGiを供給するものである。ガス供給部18は、ガス供給源30と、配管32と、不活性ガス導入バルブ34(以下、単にバルブ34という)とを有する。
ガス供給源30は、例えば、不活性ガスが充填されたガスボンベ(図示せず)を有する。ガスボンベは、公知のものであり、レギュレータ等のガスボンベに設けられる一般的な部品を有する。
不活性ガスとしては、例えば、窒素ガス、ヘリウムガス、アルゴンガス、ネオンガス、クリプトンガスおよびキセノンガスのうち、いずれかを用いることができる。
The gas supply unit 18 supplies the inert gas Gi to the inside 12 a of the vapor deposition chamber 12. The gas supply unit 18 includes a gas supply source 30, a pipe 32, and an inert gas introduction valve 34 (hereinafter simply referred to as a valve 34).
The gas supply source 30 includes, for example, a gas cylinder (not shown) filled with an inert gas. A gas cylinder is a well-known thing and has general components provided in gas cylinders, such as a regulator.
As the inert gas, for example, any of nitrogen gas, helium gas, argon gas, neon gas, krypton gas, and xenon gas can be used.

蒸着室12の内部12aへの不活性ガスGiを供給する場合、内部12aの圧力は1×10−2Pa〜10Paであることが好ましい。内部12aの圧力が1×10−2Pa未満では、るつぼ22の内部22aの有機材料mが不均一に加熱され、熱分解等が生じ、安定した組成で蒸着することができない虞がある。
一方、内部12aの圧力が10Paを超えると、有機材料mの蒸発が抑制されすぎ、るつぼ22の内部22aで有機材料mが、更に加熱されてしまう。これにより、安定した組成で蒸着することができない虞がある。
When supplying the inert gas Gi to the inside 12a of the vapor deposition chamber 12, it is preferable that the pressure of the inside 12a is 1 * 10 <-2 > Pa - 10Pa. If the pressure in the interior 12a is less than 1 × 10 −2 Pa, the organic material m in the interior 22a of the crucible 22 may be heated unevenly, causing thermal decomposition or the like, and may not be deposited with a stable composition.
On the other hand, when the pressure in the interior 12 a exceeds 10 Pa, the evaporation of the organic material m is excessively suppressed, and the organic material m is further heated in the interior 22 a of the crucible 22. Thereby, there exists a possibility that it cannot vapor-deposit with a stable composition.

ガス供給源30は、配管32を介して蒸着室12に接続されており、ガス供給源30から蒸着室12の内部12aに不活性ガスGiが供給される。
配管32にはバルブ34が設けられており、バルブ34は、例えば、電気信号により開閉することができるものであり、制御部20に接続されている。制御部20によるバルブ34の開閉により、蒸着室12の内部12aへの不活性ガスGiの供給の有無が制御される。
The gas supply source 30 is connected to the vapor deposition chamber 12 via a pipe 32, and the inert gas Gi is supplied from the gas supply source 30 to the interior 12 a of the vapor deposition chamber 12.
The pipe 32 is provided with a valve 34. The valve 34 can be opened and closed by an electrical signal, for example, and is connected to the control unit 20. Whether the inert gas Gi is supplied to the interior 12 a of the vapor deposition chamber 12 is controlled by opening and closing the valve 34 by the control unit 20.

次に、本実施形態の有機膜の製造方法について説明する。
図2(a)〜(d)は、本発明の実施形態の有機膜の製造方法を工程順に示す模式図である。図3は、有機膜の成膜の際の蒸着室内の圧力および蒸着温度を示すグラフである。なお、図2(a)〜(d)の蒸着装置10は、構成を簡素化して図示しているが図1に示す蒸着装置10と同様の構成を有する。
Next, the manufacturing method of the organic film of this embodiment is demonstrated.
2A to 2D are schematic views showing the method of manufacturing the organic film according to the embodiment of the present invention in the order of steps. FIG. 3 is a graph showing the pressure in the vapor deposition chamber and the vapor deposition temperature when the organic film is formed. In addition, although the vapor deposition apparatus 10 of Fig.2 (a)-(d) has simplified and shown the structure, it has the structure similar to the vapor deposition apparatus 10 shown in FIG.

図2(a)に示すように、バルブ34を閉じた状態で、蒸着室12の内部12aを所定の真空度、例えば、1×10−5Pa〜1×10−4Pa程度の蒸着圧力にして、真空雰囲気とした後、蒸着部16のるつぼ22を加熱部24により加熱し、有機材料mを溶融させて、有機材料mの蒸気Voを基板100の表面100aに向けて飛し、表面100aに蒸着させて表面100aに有機膜102を形成する(蒸着工程)。
所定の蒸着時間が経過し、るつぼ22内部22aの有機材料mが減った場合、図2(b)に示すように、制御部20によりバルブ34を開けて不活性ガス、例えば、Nガス(窒素ガス)を蒸着室12の内部12aに供給する。このとき、蒸着室12の内部12aの圧力が1×10−2Pa〜10PaとなるようにNガスを内部12aに供給する。これにより、るつぼ22からの蒸気Voの放出が抑制されて、蒸着を一時的に停止させる(停止工程)。すなわち、有機膜102の成膜を一時的に停止させる。
As shown in FIG. 2A, with the valve 34 closed, the inside 12a of the vapor deposition chamber 12 is set to a predetermined vacuum level, for example, a vapor deposition pressure of about 1 × 10 −5 Pa to 1 × 10 −4 Pa. After forming the vacuum atmosphere, the crucible 22 of the vapor deposition unit 16 is heated by the heating unit 24 to melt the organic material m, and the vapor Vo of the organic material m is blown toward the surface 100a of the substrate 100, so that the surface 100a The organic film 102 is formed on the surface 100a by vapor deposition (deposition process).
When the predetermined vapor deposition time has elapsed and the organic material m in the crucible 22 inside 22a has decreased, as shown in FIG. 2 (b), the control unit 20 opens the valve 34 to provide an inert gas such as N 2 gas ( Nitrogen gas) is supplied to the inside 12 a of the vapor deposition chamber 12. At this time, N 2 gas is supplied to the interior 12 a so that the pressure in the interior 12 a of the vapor deposition chamber 12 is 1 × 10 −2 Pa to 10 Pa. Thereby, discharge | release of the vapor | steam Vo from the crucible 22 is suppressed, and vapor deposition is stopped temporarily (stop process). That is, the film formation of the organic film 102 is temporarily stopped.

蒸着を一次停止した状態で、材料供給部28を用いて、図2(c)に示すように有機材料mをるつぼ22の内部22aに追加供給する(供給工程)。このとき、基板100の表面100aに、望むべく有機膜102が形成されていれば、基板100を交換することもできる(交換工程)。基板100の交換のタイミングは、特に限定されるものではなく、形成する有機膜102の膜厚、基板100の大きさ等により、適宜決定されるものである。例えば、有機材料mの追加供給が複数回されても基板100を交換しなくともよい。   In a state where vapor deposition is temporarily stopped, the organic material m is additionally supplied to the inside 22a of the crucible 22 as shown in FIG. At this time, if the organic film 102 is formed on the surface 100a of the substrate 100 as desired, the substrate 100 can be replaced (exchange process). The timing of replacing the substrate 100 is not particularly limited, and is determined as appropriate depending on the thickness of the organic film 102 to be formed, the size of the substrate 100, and the like. For example, it is not necessary to replace the substrate 100 even if the additional supply of the organic material m is performed a plurality of times.

その後、図2(d)に示すように、バルブ34を制御部34により閉じてNガスの供給を停止する。これにより、蒸着室12の内部12aの圧力が、上述の蒸着圧力に達し、真空雰囲気になる。これにより、有機材料mの蒸発の抑制が外れ、るつぼ22から有機材料mが蒸発し、蒸気Voが放出されて、基板100の表面100aに蒸着されて、表面100aに有機膜102が形成される(再開工程)。このようにして蒸着が再開され、有機膜102の成膜が再開される。 Thereafter, as shown in FIG. 2D, the valve 34 is closed by the controller 34 to stop the supply of N 2 gas. Thereby, the pressure of the inside 12a of the vapor deposition chamber 12 reaches the above-mentioned vapor deposition pressure, and becomes a vacuum atmosphere. As a result, the suppression of the evaporation of the organic material m is removed, the organic material m is evaporated from the crucible 22, the vapor Vo is released, and deposited on the surface 100a of the substrate 100, and the organic film 102 is formed on the surface 100a. (Resume process). In this way, the vapor deposition is resumed, and the film formation of the organic film 102 is resumed.

本実施形態の有機膜の製造方法(有機材料mの蒸着方法)では、蒸着の実行(蒸着工程)と蒸着の一時的な停止(停止工程)とを不活性ガスの供給の有無により制御することができ、速やかに蒸着を開始することができる(再開工程)。例えば、図3に示すように、区間αを蒸着時、区間βを蒸着停止時とするとき、蒸着は符号Aに示すようなサイクルで、繰り返し蒸着することができる。有機膜102の成膜が繰り返し行われる。例えば、区間α毎に基板100に所定の有機膜102を形成し、区間β毎に有機材料mの補充と基板100の交換をすることができる。   In the organic film manufacturing method (deposition method of the organic material m) of the present embodiment, the execution of vapor deposition (deposition step) and the temporary stop of vapor deposition (stop step) are controlled by the presence or absence of the supply of inert gas. The deposition can be started immediately (resumption process). For example, as shown in FIG. 3, when the zone α is set as the time of vapor deposition and the zone β is set as the time when the vapor deposition is stopped, the vapor deposition can be repeatedly carried out in a cycle as indicated by the symbol A. The organic film 102 is repeatedly formed. For example, a predetermined organic film 102 can be formed on the substrate 100 for each section α, and the organic material m can be replenished and the substrate 100 can be replaced for each section β.

本実施形態では、蒸着中の区間αで、真空排気部14により、蒸着室内圧力を1×10−5Pa〜1×10−4Pa程度の蒸着圧力Pvに減圧される。一方、蒸着停止時の区間βでは、不活性ガスGiを内部12aに供給し、蒸着室内圧力を1×10−2Pa〜10Pa程度の不活性ガス導入時圧力Psにする。
図3に示すように、蒸発室内圧力は蒸着圧力Pv(1×10−5Pa〜1×10−4Pa程度)〜不活性ガス導入時圧力Ps(1×10−2Pa〜10Pa程度)の範囲で変動する。しかし、大気圧(101.33kPa)よりも十分に低く大気開放もしない。このように有機材料mの供給および基板100の交換等は不活性ガスGiが内部12aに供給された状態の区間βの1×10−2Pa〜10Pa程度の比較的低圧の環境でなされる。
しかも、有機膜の製造方法(有機材料mの蒸着方法)では、加熱部24による、るつぼ22の加熱は継続されており、符号Cに示すように、蒸着開始の前、最初の区間αの前に蒸着温度Tvに達した後は、制御部20により蒸着中(区間α)、蒸着の一時的な停止中(区間β)を問わず、いずれも蒸着温度Tvに略一定に保たれている。このように、有機材料mは常時加熱されており、不活性ガスGiの内部12aへの供給が停止されると、有機材料mの蒸着が速やかに再開され、有機膜の成膜を速やかに再開することができる。
In the present embodiment, the vacuum chamber 14 reduces the pressure in the vapor deposition chamber to a vapor deposition pressure Pv of about 1 × 10 −5 Pa to 1 × 10 −4 Pa in the section α during vapor deposition. On the other hand, in the zone β when vapor deposition is stopped, the inert gas Gi is supplied to the inside 12a, and the pressure in the vapor deposition chamber is set to the pressure Ps during introduction of the inert gas of about 1 × 10 −2 Pa to 10 Pa.
As shown in FIG. 3, the pressure in the evaporation chamber ranges from a deposition pressure Pv (about 1 × 10 −5 Pa to 1 × 10 −4 Pa) to an inert gas introduction pressure Ps (about 1 × 10 −2 Pa to about 10 Pa). Fluctuates in range. However, it is sufficiently lower than atmospheric pressure (101.33 kPa) and does not open to the atmosphere. As described above, the supply of the organic material m and the exchange of the substrate 100 are performed in a relatively low pressure environment of about 1 × 10 −2 Pa to 10 Pa in the section β in a state where the inert gas Gi is supplied to the inside 12a.
In addition, in the method for producing an organic film (deposition method for the organic material m), the heating of the crucible 22 by the heating unit 24 is continued. As shown by reference symbol C, before the start of deposition, before the first section α. After reaching the vapor deposition temperature Tv, the controller 20 keeps the vapor deposition temperature Tv substantially constant regardless of whether the vapor deposition is in progress (section α) or during the temporary stop of vapor deposition (section β). In this way, the organic material m is constantly heated, and when the supply of the inert gas Gi to the inside 12a is stopped, the vapor deposition of the organic material m is promptly resumed, and the organic film is rapidly resumed. can do.

本実施形態では、不活性ガスGiを蒸着室12の内部12aに導入することにより、温度を下げることなく有機材料mの蒸発を抑制することができる。また、不活性ガスの導入を止めることで有機材料mの蒸着を迅速に再開することができる。これにより、有機膜の成膜の生産性を向上させることができる。略一定の蒸着温度で蒸着ができるため、昇温工程および降温工程を従来に比して、少なくすることができ、昇温に要するエネルギを節約することができる。このため、有機膜の成膜の大幅なコストダウンを実現することができる、しかも、温度を下げることなく有機材料mの蒸発を抑制することができるため、温度変化に伴う有機材料mの純度等の劣化を生じさせることなく、安定した組成で有機材料mを蒸着することができる。このことから、本実施形態は、温度変化に敏感に反応して組成が変わってしまう有機材料mで構成される有機膜の製造に好適である。また、材料供給も降温することも、大気開放をすることなくできるため、少量ずつ蒸着する必要がある有機材料mにも好適に用いることができる。   In this embodiment, by introducing the inert gas Gi into the interior 12a of the vapor deposition chamber 12, the evaporation of the organic material m can be suppressed without lowering the temperature. Moreover, vapor deposition of the organic material m can be restarted quickly by stopping the introduction of the inert gas. Thereby, the productivity of organic film formation can be improved. Since vapor deposition can be performed at a substantially constant vapor deposition temperature, the temperature raising step and the temperature lowering step can be reduced as compared with the conventional case, and energy required for the temperature rise can be saved. For this reason, it is possible to realize a significant cost reduction in the formation of the organic film and to suppress the evaporation of the organic material m without lowering the temperature. The organic material m can be vapor-deposited with a stable composition without causing deterioration. For this reason, this embodiment is suitable for manufacturing an organic film composed of an organic material m that changes its composition in response to a temperature change. In addition, since the temperature of the material can be lowered without opening to the atmosphere, it can be suitably used for the organic material m that needs to be deposited little by little.

以下、本実施形態の光電変換層の製造方法について、光電変換素子を例にして具体的に説明する。
図4は、本発明の実施形態の光電変換層の製造方法を用いて形成される光電変換素子の一例を示す模式的断面図である。
Hereinafter, the method for producing the photoelectric conversion layer of the present embodiment will be specifically described with a photoelectric conversion element as an example.
FIG. 4 is a schematic cross-sectional view illustrating an example of a photoelectric conversion element formed using the method for manufacturing a photoelectric conversion layer according to an embodiment of the present invention.

図4に示す光電変換素子50は、可視光像を電気信号に変換するものであり、基板52上に形成された絶縁層54に形成されている。
光電変換素子50は、画素電極(下部電極)56と、有機層58と、対向電極(上部電極)60と、保護膜(封止層)62と、カラーフィルタ64と、隔壁66と、遮光層68と、オーバーコート層70とを有する。
A photoelectric conversion element 50 shown in FIG. 4 converts a visible light image into an electric signal, and is formed on an insulating layer 54 formed on a substrate 52.
The photoelectric conversion element 50 includes a pixel electrode (lower electrode) 56, an organic layer 58, a counter electrode (upper electrode) 60, a protective film (sealing layer) 62, a color filter 64, a partition wall 66, and a light shielding layer. 68 and an overcoat layer 70.

基板52には読出し回路80と、対向電極電圧供給部82とが形成されている。基板52は、例えば、ガラス基板またはSi等の半導体基板が用いられる。
絶縁層54には、表面に複数の画素電極56が形成されている。画素電極56は、例えば、1次元または2次元状に配列される。
また、絶縁層54には、画素電極56と読出し回路80とを接続する第1の接続部84が形成されている。さらには、対向電極60と対向電極電圧供給部82とを接続する第2の接続部86が形成されている。第2の接続部86は、画素電極56および有機層58に接続されない位置に形成されている。第1の接続部84および第2の接続部86は、導電性材料で形成されている。
A reading circuit 80 and a counter electrode voltage supply unit 82 are formed on the substrate 52. As the substrate 52, for example, a glass substrate or a semiconductor substrate such as Si is used.
A plurality of pixel electrodes 56 are formed on the surface of the insulating layer 54. The pixel electrodes 56 are arranged in a one-dimensional or two-dimensional manner, for example.
In addition, a first connection portion 84 that connects the pixel electrode 56 and the readout circuit 80 is formed in the insulating layer 54. Furthermore, a second connection portion 86 for connecting the counter electrode 60 and the counter electrode voltage supply unit 82 is formed. The second connection part 86 is formed at a position not connected to the pixel electrode 56 and the organic layer 58. The 1st connection part 84 and the 2nd connection part 86 are formed with the electroconductive material.

絶縁層54の内部には、読出し回路80および対向電極電圧供給部82を、例えば、光電変換素子50の外部と接続するための導電性材料からなる配線層88が形成されている。上述のように、基板52上に形成された絶縁層54を合わせて回路基板51という。なお、この回路基板51はCMOS基板ともいう。   A wiring layer 88 made of a conductive material for connecting the readout circuit 80 and the counter electrode voltage supply unit 82 to, for example, the outside of the photoelectric conversion element 50 is formed inside the insulating layer 54. As described above, the insulating layer 54 formed on the substrate 52 is collectively referred to as a circuit board 51. The circuit board 51 is also referred to as a CMOS substrate.

複数の画素電極56を覆うとともに、第2の接続部86を避けるようにして有機層58が形成されている。有機層58は電子ブロッキング層72と光電変換層74とを有する。
有機層58は、電子ブロッキング層72が画素電極56側に形成されており、電子ブロッキング層72上に光電変換層74が形成されている。
電子ブロッキング層72は、画素電極56から光電変換層74に電子が注入されるのを抑制するための層である。
光電変換層74は、入射光L(可視光)等の受光した光の光量に応じた電荷を発生するものであり、有機の光電変換材料を含むものである。
An organic layer 58 is formed so as to cover the plurality of pixel electrodes 56 and to avoid the second connection portion 86. The organic layer 58 has an electron blocking layer 72 and a photoelectric conversion layer 74.
In the organic layer 58, the electron blocking layer 72 is formed on the pixel electrode 56 side, and the photoelectric conversion layer 74 is formed on the electron blocking layer 72.
The electron blocking layer 72 is a layer for suppressing injection of electrons from the pixel electrode 56 to the photoelectric conversion layer 74.
The photoelectric conversion layer 74 generates an electric charge according to the amount of received light such as incident light L (visible light), and includes an organic photoelectric conversion material.

対向電極60は、画素電極56と対向する電極であり、光電変換層74を覆うようにして設けられている。画素電極56と対向電極60との間に光電変換層74が設けられている。
対向電極60は、光電変換層74に光を入射させるため、入射光L(可視光)に対して透明な導電性材料で構成されている。対向電極60は、光電変換層74よりも外側に配置された第2の接続部86と電気的に接続されており、第2の接続部86を介して対向電極電圧供給部82に接続されている。
The counter electrode 60 is an electrode facing the pixel electrode 56 and is provided so as to cover the photoelectric conversion layer 74. A photoelectric conversion layer 74 is provided between the pixel electrode 56 and the counter electrode 60.
The counter electrode 60 is made of a conductive material that is transparent to the incident light L (visible light) in order to make light incident on the photoelectric conversion layer 74. The counter electrode 60 is electrically connected to the second connection portion 86 disposed outside the photoelectric conversion layer 74, and is connected to the counter electrode voltage supply portion 82 via the second connection portion 86. Yes.

対向電極電圧供給部82は、第2の接続部86を介して対向電極60に所定の電圧を印加するものである。対向電極60に印加すべき電圧が光電変換素子50の電源電圧よりも高い場合は、チャージポンプ等の昇圧回路によって電源電圧を昇圧して上記所定の電圧を供給するものである。   The counter electrode voltage supply unit 82 applies a predetermined voltage to the counter electrode 60 via the second connection unit 86. When the voltage to be applied to the counter electrode 60 is higher than the power supply voltage of the photoelectric conversion element 50, the power supply voltage is boosted by a booster circuit such as a charge pump to supply the predetermined voltage.

画素電極56は、有機層58(光電変換層74)で発生した電荷を捕集するための電荷捕集用の電極である。画素電極56は、第1の接続部84を介して読出し回路80に接続されている。この読出し回路80は、複数の画素電極56の各々に対応して基板52に設けられており、対応する画素電極56で捕集された電荷に応じた信号を読出すものである。   The pixel electrode 56 is an electrode for collecting charges for collecting charges generated in the organic layer 58 (photoelectric conversion layer 74). The pixel electrode 56 is connected to the readout circuit 80 via the first connection portion 84. The readout circuit 80 is provided on the substrate 52 corresponding to each of the plurality of pixel electrodes 56, and reads out a signal corresponding to the charge collected by the corresponding pixel electrode 56.

読出し回路80は、例えば、CCD、MOS回路、またはTFT回路等で構成されており、絶縁層54内に設けられた遮光層(図示せず)によって遮光されている。
なお、図示はしないが、例えば、基板52にp領域によって囲まれた高濃度のn領域が形成されており、このn領域に第1の接続部84が接続されている。p領域に読出し回路80が設けられている。n領域は光電変換層74の電荷を蓄積する電荷蓄積部として機能するものである。n領域に蓄積された信号電荷は読出し回路80によって、その電荷量に応じた信号に変換されて、例えば、配線層88を介して光電変換素子50外部に出力される。
The readout circuit 80 is constituted by, for example, a CCD, a MOS circuit, a TFT circuit, or the like, and is shielded from light by a light shielding layer (not shown) provided in the insulating layer 54.
Although not shown, for example, a high-concentration n region surrounded by a p region is formed on the substrate 52, and the first connection portion 84 is connected to the n region. A read circuit 80 is provided in the p region. The n region functions as a charge storage unit that stores the charge of the photoelectric conversion layer 74. The signal charge accumulated in the n region is converted into a signal corresponding to the amount of charge by the readout circuit 80 and is output to the outside of the photoelectric conversion element 50 through the wiring layer 88, for example.

保護膜62は、光電変換層74含む有機層58を水分子および酸素等の劣化因子から保護するためのものである。保護膜62は、対向電極60を覆うようして形成されており、例えば、酸化窒化珪素膜(SiON膜)で構成される。また、入射光L(可視光)は、保護膜62を通じて有機層58に到達する。このため、保護膜62は、有機層58で検知する波長の光、例えば、入射光L(可視光)に対して透明である。   The protective film 62 is for protecting the organic layer 58 including the photoelectric conversion layer 74 from deterioration factors such as water molecules and oxygen. The protective film 62 is formed so as to cover the counter electrode 60, and is formed of, for example, a silicon oxynitride film (SiON film). Further, the incident light L (visible light) reaches the organic layer 58 through the protective film 62. For this reason, the protective film 62 is transparent to light having a wavelength detected by the organic layer 58, for example, incident light L (visible light).

カラーフィルタ64は、保護膜62上の各画素電極56と対向する位置に形成されている。隔壁66は、保護膜62上のカラーフィルタ64同士の間に設けられており、カラーフィルタ64の光透過効率を向上させるためのものである。遮光層68は、保護膜62上のカラーフィルタ64および隔壁66を設けた領域(有効画素領域)以外に形成されており、有効画素領域以外に形成された光電変換層74に光が入射することを防止するものである。カラーフィルタ64、隔壁66および遮光層68は、例えば、フォトリソグラフィ法により形成される。   The color filter 64 is formed at a position facing each pixel electrode 56 on the protective film 62. The partition 66 is provided between the color filters 64 on the protective film 62 and is for improving the light transmission efficiency of the color filter 64. The light shielding layer 68 is formed in a region other than the region (effective pixel region) in which the color filter 64 and the partition wall 66 are provided on the protective film 62, and light is incident on the photoelectric conversion layer 74 formed outside the effective pixel region. Is to prevent. The color filter 64, the partition 66, and the light shielding layer 68 are formed by, for example, a photolithography method.

オーバーコート層70は、カラーフィルタ64を後工程等から保護するためのものであり、カラーフィルタ64、隔壁66および遮光層68を覆うようにして形成されている。
光電変換素子50においては、有機層58、対向電極60およびカラーフィルタ64が上方に設けられた画素電極56、1つが単位画素になる。
The overcoat layer 70 is for protecting the color filter 64 from subsequent processes and is formed so as to cover the color filter 64, the partition wall 66 and the light shielding layer 68.
In the photoelectric conversion element 50, one pixel electrode 56 with the organic layer 58, the counter electrode 60, and the color filter 64 provided thereon is a unit pixel.

オーバーコート層70には、有機固体撮像素子に用いられる公知のものが用いられる。オーバーコート層70には、アクリル系樹脂、ポリシロキサン系樹脂、ポリスチレン系樹脂および弗素樹脂等のような高分子材料、または酸化珪素および窒化珪素のような無機材料を適宜使用できる。オーバーコート層70の形成工程は、所定の真空下でも、非真空下であってもよい。なお、オーバーコート層70を反射防止層として使用することも可能であり、カラーフィルタ64の隔壁として使用した各種低屈折率材料を成膜することも好ましい。   As the overcoat layer 70, a known layer used for an organic solid-state imaging device is used. For the overcoat layer 70, a polymer material such as an acrylic resin, a polysiloxane resin, a polystyrene resin, and a fluorine resin, or an inorganic material such as silicon oxide and silicon nitride can be used as appropriate. The overcoat layer 70 may be formed in a predetermined vacuum or non-vacuum. The overcoat layer 70 can also be used as an antireflection layer, and it is also preferable to form various low refractive index materials used as the partition walls of the color filter 64.

画素電極56の材料としては、例えば、金属、金属酸化物、金属窒化物、金属硼化物および有機導電性化合物、ならびにこれらの混合物等が挙げられる。具体例としては、酸化錫(SnO)、酸化亜鉛、酸化インジウム、酸化インジウム錫(ITO)、酸化インジウム亜鉛(IZO)、酸化インジウムタングステン(IWO)および酸化チタン等の導電性金属酸化物、窒化チタン(TiN)等の金属窒化物、金(Au)、白金(Pt)、銀(Ag)、クロム(Cr)、ニッケル(Ni)およびアルミニウム(Al)等の金属、更にこれらの金属と導電性金属酸化物との混合物または積層物、ポリアニリン、ポリチオフェン、ポリピロール等の有機導電性化合物、ならびにこれらとITOとの積層物等が挙げられる。画素電極56の材料として特に好ましいのは、窒化チタン、窒化モリブデン、窒化タンタルおよび窒化タングステンのいずれかの材料である。この画素電極56の材料中でも特に好ましい材料は、TiNである。 Examples of the material of the pixel electrode 56 include metals, metal oxides, metal nitrides, metal borides, organic conductive compounds, and mixtures thereof. Specific examples include conductive metal oxides such as tin oxide (SnO 2 ), zinc oxide, indium oxide, indium tin oxide (ITO), indium zinc oxide (IZO), indium tungsten oxide (IWO), and titanium oxide, and nitride Metal nitrides such as titanium (TiN), gold (Au), platinum (Pt), silver (Ag), chromium (Cr), nickel (Ni), aluminum (Al), and other metals, and conductivity with these metals Examples thereof include mixtures or laminates with metal oxides, organic conductive compounds such as polyaniline, polythiophene, and polypyrrole, and laminates of these with ITO. The material of the pixel electrode 56 is particularly preferably any of titanium nitride, molybdenum nitride, tantalum nitride, and tungsten nitride. A particularly preferable material among the materials of the pixel electrode 56 is TiN.

画素電極56の端部において画素電極56の膜厚に相当する段差が急峻だったり、画素電極56の表面に顕著な凹凸が存在したり、画素電極56上に微小な塵埃(パーティクル)が付着したりすると、画素電極56上の層が所望の膜厚より薄くなったり亀裂が生じたりする。そのような状態で層上に対向電極60を形成すると、欠陥部分における画素電極56と対向電極60の接触または電界集中により、暗電流の増大または短絡等の画素不良が発生する。更に、上記の欠陥は、画素電極56とその上の層の密着性または光電変換素子50の耐熱性を低下させるおそれがある。   A step corresponding to the film thickness of the pixel electrode 56 is steep at the end of the pixel electrode 56, a significant unevenness exists on the surface of the pixel electrode 56, or minute dust (particles) adheres to the pixel electrode 56. As a result, the layer on the pixel electrode 56 becomes thinner than a desired film thickness or cracks occur. When the counter electrode 60 is formed on the layer in such a state, a pixel defect such as an increase in dark current or a short circuit occurs due to contact or electric field concentration between the pixel electrode 56 and the counter electrode 60 in the defective portion. Further, the above-described defects may reduce the adhesion between the pixel electrode 56 and the layer above it or the heat resistance of the photoelectric conversion element 50.

上記の欠陥を防止して素子の信頼性を向上させるためには、画素電極56の表面粗さRa(算術平均粗さ)が0.6nm以下であることが好ましい。画素電極56の表面粗さRaが小さいほど、表面の凹凸が小さいことを意味し、表面平坦性が良好である。また、画素電極56上のパーティクルを除去するため、電子ブロッキング層72を形成する前に、半導体製造工程で利用されている一般的な洗浄技術を用いて、画素電極56等を洗浄することが特に好ましい。   In order to prevent the above defects and improve the reliability of the element, the surface roughness Ra (arithmetic average roughness) of the pixel electrode 56 is preferably 0.6 nm or less. The smaller the surface roughness Ra of the pixel electrode 56 is, the smaller the surface unevenness is, and the surface flatness is better. In order to remove particles on the pixel electrode 56, it is particularly preferable to clean the pixel electrode 56 and the like using a general cleaning technique used in a semiconductor manufacturing process before the electron blocking layer 72 is formed. preferable.

対向電極60の材料としては、例えば、金属、金属酸化物、金属窒化物、金属硼化物、有機導電性化合物、これらの混合物等が挙げられる。具体例としては、酸化錫(SnO)、酸化亜鉛、酸化インジウム、酸化インジウム錫(ITO)、酸化インジウム亜鉛(IZO)、酸化インジウムタングステン(IWO)、酸化チタン等の導電性金属酸化物、TiN等の金属窒化物、金(Au)、白金(Pt)、銀(Ag)、クロム(Cr)、ニッケル(Ni)、アルミニウム(Al)等の金属、更にこれらの金属と導電性金属酸化物との混合物または積層物、ポリアニリン、ポリチオフェン、ポリピロール等の有機導電性化合物、これらとITOとの積層物、等が挙げられる。透明導電膜の材料として特に好ましいのは、ITO、IZO、酸化錫(SnO)、アンチモンドープ酸化錫(ATO)、弗素ドープ酸化錫(FTO)、酸化亜鉛、アンチモンドープ酸化亜鉛(AZO)、ガリウムドープ酸化亜鉛(GZO)のいずれかの材料である。この対向電極60の材料中でも特に好ましい材料は、ITOである。 Examples of the material of the counter electrode 60 include metals, metal oxides, metal nitrides, metal borides, organic conductive compounds, and mixtures thereof. Specific examples include tin oxide (SnO 2 ), zinc oxide, indium oxide, indium tin oxide (ITO), indium zinc oxide (IZO), indium tungsten oxide (IWO), conductive metal oxides such as titanium oxide, TiN Metal nitrides such as gold (Au), platinum (Pt), silver (Ag), chromium (Cr), nickel (Ni), aluminum (Al), etc., and these metals and conductive metal oxides A mixture or laminate of the above, an organic conductive compound such as polyaniline, polythiophene, and polypyrrole, a laminate of these with ITO, and the like. Particularly preferable materials for the transparent conductive film are ITO, IZO, tin oxide (SnO 2 ), antimony-doped tin oxide (ATO), fluorine-doped tin oxide (FTO), zinc oxide, antimony-doped zinc oxide (AZO), gallium. Any material of doped zinc oxide (GZO). A particularly preferable material among the materials of the counter electrode 60 is ITO.

電子ブロッキング層72には、電子供与性有機材料を用いることができる。具体的には、低分子材料では、N,N’−ビス(3−メチルフェニル)−(1,1’−ビフェニル)−4,4’−ジアミン(TPD)や4,4’−ビス[N−(ナフチル)−N−フェニル−アミノ]ビフェニル(α−NPD)等の芳香族ジアミン化合物、オキサゾール、オキサジアゾール、トリアゾール、イミダゾール、イミダゾロン、スチルベン誘導体、ピラゾリン誘導体、テトラヒドロイミダゾール、ポリアリールアルカン、ブタジエン、4,4’,4”−トリス(N−(3−メチルフェニル)N−フェニルアミノ)トリフェニルアミン(m−MTDATA)、ポルフィン、テトラフェニルポルフィン銅、フタロシアニン、銅フタロシアニン、チタニウムフタロシアニンオキサイド等のポリフィリン化合物、トリアゾール誘導体、オキサジザゾール誘導体、イミダゾール誘導体、ポリアリールアルカン誘導体、ピラゾリン誘導体、ピラゾロン誘導体、フェニレンジアミン誘導体、アニールアミン誘導体、アミノ置換カルコン誘導体、オキサゾール誘導体、スチリルアントラセン誘導体、フルオレノン誘導体、ヒドラゾン誘導体、シラザン誘導体、カルバゾール誘導体、ビフルオレン誘導体などを用いることができ、高分子材料では、フェニレンビニレン、フルオレン、カルバゾール、インドール、ピレン、ピロール、ピコリン、チオフェン、アセチレン、ジアセチレン等の重合体や、その誘導体を用いることができる。電子供与性化合物でなくとも、充分な正孔輸送性を有する化合物であれば用いることは可能である。   An electron donating organic material can be used for the electron blocking layer 72. Specifically, in a low molecular material, N, N′-bis (3-methylphenyl)-(1,1′-biphenyl) -4,4′-diamine (TPD) or 4,4′-bis [N Aromatic diamine compounds such as-(naphthyl) -N-phenyl-amino] biphenyl (α-NPD), oxazole, oxadiazole, triazole, imidazole, imidazolone, stilbene derivative, pyrazoline derivative, tetrahydroimidazole, polyarylalkane, butadiene 4,4 ′, 4 ″ -tris (N- (3-methylphenyl) N-phenylamino) triphenylamine (m-MTDATA), porphine, tetraphenylporphine copper, phthalocyanine, copper phthalocyanine, titanium phthalocyanine oxide, etc. Polyphyrin compounds, triazole derivatives, oxa Zazole derivatives, imidazole derivatives, polyarylalkane derivatives, pyrazoline derivatives, pyrazolone derivatives, phenylenediamine derivatives, annealing amine derivatives, amino-substituted chalcone derivatives, oxazole derivatives, styrylanthracene derivatives, fluorenone derivatives, hydrazone derivatives, silazane derivatives, carbazole derivatives, bifluorenes Derivatives can be used, and as the polymer material, polymers such as phenylene vinylene, fluorene, carbazole, indole, pyrene, pyrrole, picoline, thiophene, acetylene, diacetylene, and derivatives thereof can be used. Even if it is not an ionic compound, it can be used as long as it is a compound having sufficient hole transportability.

電子ブロッキング層72は、隣接する画素電極56からの電子注入障壁が高くかつ正孔輸送性が高い材料で構成することが好ましい。電子注入障壁としては、隣接する電極の仕事関数よりも、電子ブロッキング層72の電子親和力が1eV以上小さいことが好ましい、より好ましくは1.3eV以上、特に好ましいのは1.5eV以上である。   The electron blocking layer 72 is preferably made of a material having a high electron injection barrier from the adjacent pixel electrode 56 and a high hole transporting property. As an electron injection barrier, the electron affinity of the electron blocking layer 72 is preferably 1 eV or less, more preferably 1.3 eV or more, and particularly preferably 1.5 eV or more than the work function of the adjacent electrode.

電子ブロッキング層72は、画素電極56と光電変換層74の接触を十分に抑制し、また画素電極56表面に存在する欠陥およびゴミの影響を避けるために、膜厚が20nm以上であることが好ましい、より好ましくは40nm以上、特に好ましいのは60nm以上である。
一方、電子ブロッキング層72の膜厚を厚くしすぎると、光電変換層74に適切な電界強度を印加するために必要な供給電圧が高くなるという問題が生じ、電子ブロッキング層72中のキャリア輸送過程が光電変換素子の性能に悪影響を与えるという問題が生じる。電子ブロッキング層72の膜厚は、300nm以下であることが好ましい、より好ましくは200nm以下、さらに好ましくは100nm以下である。
The electron blocking layer 72 preferably has a thickness of 20 nm or more in order to sufficiently suppress the contact between the pixel electrode 56 and the photoelectric conversion layer 74 and to avoid the influence of defects and dust existing on the surface of the pixel electrode 56. More preferably, it is 40 nm or more, and particularly preferably 60 nm or more.
On the other hand, if the thickness of the electron blocking layer 72 is too large, a problem arises in that the supply voltage necessary for applying an appropriate electric field strength to the photoelectric conversion layer 74 increases, and the carrier transport process in the electron blocking layer 72 occurs. However, there is a problem that the performance of the photoelectric conversion element is adversely affected. The thickness of the electron blocking layer 72 is preferably 300 nm or less, more preferably 200 nm or less, and still more preferably 100 nm or less.

p型有機半導体(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。更に詳しくは2つの有機材料を接触させて用いたときにイオン化ポテンシャルの小さい方の有機化合物をいう。したがって、ドナー性有機化合物は、電子供与性のある有機化合物であればいずれの有機化合物も使用可能である。例えば、トリアリールアミン化合物、ベンジジン化合物、ピラゾリン化合物、スチリルアミン化合物、ヒドラゾン化合物、トリフェニルメタン化合物、カルバゾール化合物、ポリシラン化合物、チオフェン化合物、フタロシアニン化合物、シアニン化合物、メロシアニン化合物、オキソノール化合物、ポリアミン化合物、インドール化合物、ピロール化合物、ピラゾール化合物、ポリアリーレン化合物、縮合芳香族炭素環化合物(ナフタレン誘導体、アントラセン誘導体、フェナントレン誘導体、テトラセン誘導体、ピレン誘導体、ペリレン誘導体、フルオランテン誘導体)、含窒素ヘテロ環化合物を配位子として有する金属錯体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。   A p-type organic 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, triarylamine compound, benzidine compound, pyrazoline compound, styrylamine compound, hydrazone compound, triphenylmethane compound, carbazole compound, polysilane compound, thiophene compound, phthalocyanine compound, cyanine compound, merocyanine compound, oxonol compound, polyamine compound, indole Compounds, pyrrole compounds, pyrazole compounds, polyarylene compounds, condensed aromatic carbocyclic compounds (naphthalene derivatives, anthracene derivatives, phenanthrene derivatives, tetracene derivatives, pyrene derivatives, perylene derivatives, fluoranthene derivatives), nitrogen-containing heterocyclic compounds The metal complex etc. which it has as 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.

n型有機半導体(化合物)は、アクセプター性有機半導体であり、主に電子輸送性有機化合物に代表され、電子を受容しやすい性質がある有機化合物をいう。更に詳しくは、n型有機半導体とは、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、縮合芳香族炭素環化合物(ナフタレン誘導体、アントラセン誘導体、フェナントレン誘導体、テトラセン誘導体、ピレン誘導体、ペリレン誘導体、フルオランテン誘導体)、窒素原子、酸素原子、硫黄原子を含有する5〜7員のヘテロ環化合物(例えば、ピリジン、ピラジン、ピリミジン、ピリダジン、トリアジン、キノリン、キノキサリン、キナゾリン、フタラジン、シンノリン、イソキノリン、プテリジン、アクリジン、フェナジン、フェナントロリン、テトラゾール、ピラゾール、イミダゾール、チアゾール、オキサゾール、インダゾール、ベンズイミダゾール、ベンゾトリアゾール、ベンゾオキサゾール、ベンゾチアゾール、カルバゾール、プリン、トリアゾロピリダジン、トリアゾロピリミジン、テトラザインデン、オキサジアゾール、イミダゾピリジン、ピラリジン、ピロロピリジン、チアジアゾロピリジン、ジベンズアゼピン、トリベンズアゼピン等)、ポリアリーレン化合物、フルオレン化合物、シクロペンタジエン化合物、シリル化合物、含窒素ヘテロ環化合物を配位子として有する金属錯体などが挙げられる。なお、これに限らず、上記したように、p型(ドナー性)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。   An n-type organic semiconductor (compound) is an acceptor organic semiconductor, and is mainly represented by an electron-transporting organic compound and refers to an organic compound having a property of easily accepting electrons. More specifically, an n-type organic semiconductor refers to an organic compound having a larger 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, condensed aromatic carbocyclic compounds (naphthalene derivatives, anthracene derivatives, phenanthrene derivatives, tetracene derivatives, pyrene derivatives, perylene derivatives, fluoranthene derivatives), 5- to 7-membered heterocyclic compounds containing nitrogen atoms, oxygen atoms, and sulfur atoms (E.g., pyridine, pyrazine, pyrimidine, pyridazine, triazine, quinoline, quinoxaline, quinazoline, phthalazine, cinnoline, isoquinoline, pteridine, acridine, phenazine, phenanthroline, tetrazole, pyrazole, imidazole, thiazole, oxazole, indazole, benzimidazole, benzotriazole , Benzoxazole, benzothiazole, carbazole, purine, triazolopyridazine, triazolopyrimidine, tetrazaindene, oxy Diazole, imidazopyridine, pyralidine, pyrrolopyridine, thiadiazolopyridine, dibenzazepine, tribenzazepine, etc.), polyarylene compounds, fluorene compounds, cyclopentadiene compounds, silyl compounds, nitrogen-containing heterocyclic compounds as ligands Etc. Not limited to this, as described above, any organic compound having an electron affinity higher than that of the organic compound used as the p-type (donor property) compound may be used as the acceptor organic semiconductor.

p型有機半導体、またはn型有機半導体としては、いかなる有機色素を用いても良いが、好ましくは、シアニン色素、スチリル色素、ヘミシアニン色素、メロシアニン色素(ゼロメチンメロシアニン(シンプルメロシアニン)を含む)、3核メロシアニン色素、4核メロシアニン色素、ロダシアニン色素、コンプレックスシアニン色素、コンプレックスメロシアニン色素、アロポーラー色素、オキソノール色素、ヘミオキソノール色素、スクアリウム色素、クロコニウム色素、アザメチン色素、クマリン色素、アリーリデン色素、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、ペリノン色素、フェナジン色素、フェノチアジン色素、キノン色素、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、ジケトピロロピロール色素、ジオキサン色素、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、縮合芳香族炭素環系色素(ナフタレン誘導体、アントラセン誘導体、フェナントレン誘導体、テトラセン誘導体、ピレン誘導体、ペリレン誘導体、フルオランテン誘導体)が挙げられる。   Any organic dye may be used as the p-type organic semiconductor or the n-type organic semiconductor, but preferably a cyanine dye, a styryl dye, a hemicyanine dye, a merocyanine dye (including zero methine merocyanine (simple merocyanine)), 3 Nuclear merocyanine dye, 4-nuclear merocyanine dye, rhodacyanine dye, complex cyanine dye, complex merocyanine dye, allopolar dye, oxonol dye, hemioxonol dye, squalium dye, croconium dye, azamethine dye, coumarin dye, arylidene dye, anthraquinone dye, tri Phenylmethane dye, azo dye, azomethine dye, spiro compound, metallocene dye, fluorenone dye, fulgide dye, perylene dye, perinone dye, phenazine dye, phenothiazine Dye, quinone dye, diphenylmethane dye, polyene dye, acridine dye, acridinone dye, diphenylamine dye, quinacridone dye, quinophthalone dye, phenoxazine dye, phthaloperylene dye, diketopyrrolopyrrole dye, dioxane dye, porphyrin dye, chlorophyll dye, phthalocyanine dye , Metal complex dyes, condensed aromatic carbocyclic dyes (naphthalene derivatives, anthracene derivatives, phenanthrene derivatives, tetracene derivatives, pyrene derivatives, perylene derivatives, fluoranthene derivatives).

n型有機半導体として、電子輸送性に優れた、フラーレンまたはフラーレン誘導体を用いることが特に好ましい。フラーレンとは、フラーレンC60、フラーレンC70、フラーレンC76、フラーレンC78、フラーレンC80、フラーレンC82、フラーレンC84、フラーレンC90、フラーレンC96、フラーレンC240、フラーレンC540、ミックスドフラーレン、フラーレンナノチューブを表し、フラーレン誘導体とはこれらに換基が付加された化合物のことを表す。 As the n-type organic semiconductor, it is particularly preferable to use fullerene or a fullerene derivative having excellent electron transport properties. The fullerene, fullerene C 60, fullerene C 70, fullerene C 76, fullerene C 78, fullerene C 80, fullerene C 82, fullerene C 84, fullerene C 90, fullerene C 96, fullerene C 240, fullerene C 540, mixed Fullerene and fullerene nanotube are represented, and a fullerene derivative represents a compound having a substituent added thereto.

フラーレン誘導体の置換基として好ましくは、アルキル基、アリール基、または複素環基である。アルキル基として更に好ましくは、炭素数1〜12までのアルキル基であり、アリール基、および複素環基として好ましくは、ベンゼン環、ナフタレン環、アントラセン環、フェナントレン環、フルオレン環、トリフェニレン環、ナフタセン環、ビフェニル環、ピロール環、フラン環、チオフェン環、イミダゾール環、オキサゾール環、チアゾール環、ピリジン環、ピラジン環、ピリミジン環、ピリダジン環、インドリジン環、インドール環、ベンゾフラン環、ベンゾチオフェン環、イソベンゾフラン環、ベンズイミダゾール環、イミダゾピリジン環、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、またはフェナジン環であり、更に好ましくは、ベンゼン環、ナフタレン環、アントラセン環、フェナントレン環、ピリジン環、イミダゾール環、オキサゾール環、またはチアゾール環であり、特に好ましくはベンゼン環、ナフタレン環、またはピリジン環である。これらは更に置換基を有していてもよく、その置換基は可能な限り結合して環を形成してもよい。なお、複数の置換基を有しても良く、それらは同一であっても異なっていても良い。また、複数の置換基は可能な限り結合して環を形成してもよい。   The substituent for the fullerene derivative is preferably an alkyl group, an aryl group, or a heterocyclic group. The alkyl group is more preferably an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, and the aryl group and the heterocyclic group are preferably benzene ring, naphthalene ring, anthracene ring, phenanthrene ring, fluorene ring, triphenylene ring, naphthacene ring. , Biphenyl ring, pyrrole ring, furan ring, thiophene ring, imidazole ring, oxazole ring, thiazole ring, pyridine ring, pyrazine ring, pyrimidine ring, pyridazine ring, indolizine ring, indole ring, benzofuran ring, benzothiophene ring, isobenzofuran Ring, benzimidazole ring, imidazopyridine ring, quinolidine ring, quinoline ring, phthalazine ring, naphthyridine ring, quinoxaline ring, quinoxazoline ring, isoquinoline ring, carbazole ring, phenanthridine ring, acridine ring, phenanthroli Ring, thianthrene ring, chromene ring, xanthene ring, phenoxathiin ring, phenothiazine ring, or phenazine ring, more preferably a benzene ring, naphthalene ring, anthracene ring, phenanthrene ring, pyridine ring, imidazole ring, oxazole ring, Or a thiazole ring, particularly preferably a benzene ring, a naphthalene ring, or a pyridine ring. These may further have a substituent, and the substituents may be bonded as much as possible to form a ring. In addition, you may have a some substituent and they may be the same or different. A plurality of substituents may be combined as much as possible to form a ring.

光電変換層がフラーレンまたはフラーレン誘導体を含むことで、フラーレン分子またはフラーレン誘導体分子を経由して、光電変換により発生した電子を画素電極56または対向電極20まで早く輸送できる。フラーレン分子またはフラーレン誘導体分子が連なった状態になって電子の経路が形成されていると、電子輸送性が向上して光電変換素子の高速応答性が実現可能となる。このためにはフラーレンまたはフラーレン誘導体が光電変換層に40%(体積比)以上含まれていることが好ましい。もっとも、フラーレンまたはフラーレン誘導体が多すぎるとp型有機半導体が少なくなって接合界面が小さくなり励起子解離効率が低下してしまう。   When the photoelectric conversion layer contains fullerene or a fullerene derivative, electrons generated by photoelectric conversion can be quickly transported to the pixel electrode 56 or the counter electrode 20 via the fullerene molecule or the fullerene derivative molecule. When fullerene molecules or fullerene derivative molecules are connected to form an electron path, the electron transport property is improved, and high-speed response of the photoelectric conversion element can be realized. For this purpose, the fullerene or fullerene derivative is preferably contained in the photoelectric conversion layer by 40% (volume ratio) or more. However, if there are too many fullerenes or fullerene derivatives, the p-type organic semiconductor will decrease, the junction interface will become smaller, and the exciton dissociation efficiency will decrease.

光電変換層74において、フラーレンまたはフラーレン誘導体と共に混合されるp型有機半導体として、特許第4213832号公報等に記載されたトリアリールアミン化合物を用いると光電変換素子の高SN比が発現可能になり、特に好ましい。光電変換層内のフラーレンまたはフラーレン誘導体の比率が大きすぎるとトリアリールアミン化合物が少なくなって入射光の吸収量が低下する。これにより光電変換効率が減少するので、光電変換層に含まれるフラーレンまたはフラーレン誘導体は85%(体積比)以下の組成であることが好ましい。
光電変換層74に用いられるp型有機半導体材料は、下記一般式(1)で表される化合物であることが好ましい。
In the photoelectric conversion layer 74, when a triarylamine compound described in Japanese Patent No. 4213832 is used as a p-type organic semiconductor mixed with fullerene or a fullerene derivative, a high SN ratio of the photoelectric conversion element can be expressed. Particularly preferred. If the ratio of fullerene or fullerene derivative in the photoelectric conversion layer is too large, the amount of triarylamine compounds decreases and the amount of incident light absorbed decreases. As a result, the photoelectric conversion efficiency is reduced. Therefore, the fullerene or fullerene derivative contained in the photoelectric conversion layer preferably has a composition of 85% (volume ratio) or less.
The p-type organic semiconductor material used for the photoelectric conversion layer 74 is preferably a compound represented by the following general formula (1).

上記一般式(1)中、Zは少なくとも2つの炭素原子を含む環であって、5員環、6員環、または、5員環および6員環の少なくともいずれかを含む縮合環を表す。L、L、およびLはそれぞれ独立に無置換メチン基、または置換メチン基を表す。Dは原子群を表す。nは0以上の整数を表す。 In the general formula (1), Z 1 represents a ring containing at least two carbon atoms and represents a 5-membered ring, a 6-membered ring, or a condensed ring containing at least one of a 5-membered ring and a 6-membered ring. . L 1 , L 2 , and L 3 each independently represent an unsubstituted methine group or a substituted methine group. D 1 represents an atomic group. n represents an integer of 0 or more.

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

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

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

で形成される環として好ましくは、1,3−ジカルボニル核、ピラゾリノン核、2,4,6−トリケトヘキサヒドロピリミジン核(チオケトン体も含み、例えばバルビツル酸核、2−チオバルビツール酸核)、2−チオ−2,4−チアゾリジンジオン核、2−チオ−2,4−オキサゾリジンジオン核、2−チオ−2,5−チアゾリジンジオン核、2,4−チアゾリジンジオン核、2,4−イミダゾリジンジオン核、2−チオ−2,4−イミダゾリジンジオン核、2−イミダゾリン−5−オン核、3,5−ピラゾリジンジオン核、ベンゾチオフェン−3−オン核、インダノン核であり、より好ましくは1,3−ジカルボニル核、2,4,6−トリケトヘキサヒドロピリミジン核(チオケトン体も含み、例えばバルビツル酸核、2−チオバルビツール酸核)、3,5−ピラゾリジンジオン核、ベンゾチオフェン−3−オン核、インダノン核であり、更に好ましくは1,3−ジカルボニル核、2,4,6−トリケトヘキサヒドロピリミジン核(チオケトン体も含み、例えばバルビツル酸核、2−チオバルビツール酸核)であり、特に好ましくは1,3−インダンジオン核、バルビツル酸核、2−チオバルビツール酸核およびそれらの誘導体である。 The ring formed by Z 1 is preferably a 1,3-dicarbonyl nucleus, a pyrazolinone nucleus, a 2,4,6-triketohexahydropyrimidine nucleus (including a thioketone body, for example, a barbituric acid nucleus, 2-thiobarbitur tool) Acid nucleus), 2-thio-2,4-thiazolidinedione nucleus, 2-thio-2,4-oxazolidinedione nucleus, 2-thio-2,5-thiazolidinedione nucleus, 2,4-thiazolidinedione nucleus, 2, In 4-imidazolidinedione nucleus, 2-thio-2,4-imidazolidinedione nucleus, 2-imidazolin-5-one nucleus, 3,5-pyrazolidinedione nucleus, benzothiophen-3-one nucleus, indanone nucleus More preferably 1,3-dicarbonyl nucleus, 2,4,6-triketohexahydropyrimidine nucleus (including thioketone, for example, barbituric acid nucleus, 2-thiovale nucleus, Bituric acid nucleus), 3,5-pyrazolidinedione nucleus, benzothiophen-3-one nucleus, indanone nucleus, more preferably 1,3-dicarbonyl nucleus, 2,4,6-triketohexahydropyrimidine Nuclei (including thioketone bodies, such as barbituric acid nuclei, 2-thiobarbituric acid nuclei), particularly preferably 1,3-indandione nuclei, barbituric acid nuclei, 2-thiobarbituric acid nuclei and derivatives thereof. is there.

、L、およびLはそれぞれ独立に、無置換メチン基、または置換メチン基を表す。置換メチン基同士が結合して環(例、6員環、例えば、ベンゼン環)を形成してもよい。置換メチン基の置換基は置換基Wが挙げられるが、L、L、Lは全てが無置換メチン基である場合が好ましい。
〜Lは互いに連結して環を形成しても良く、形成する環として好ましくはシクロヘキセン環、シクロペンテン環、ベンゼン環、チオフェン環等が挙げられる。
L 1 , L 2 , and L 3 each independently represent an unsubstituted methine group or a substituted methine group. The substituted methine groups may be bonded to each other to form a ring (eg, a 6-membered ring such as a benzene ring). Although the substituent of the substituted methine group includes the substituent W, it is preferable that all of L 1 , L 2 and L 3 are unsubstituted methine groups.
L 1 to L 3 may be linked to each other to form a ring, and preferred examples of the ring formed include a cyclohexene ring, a cyclopentene ring, a benzene ring, and a thiophene ring.

nは0以上の整数を表し、好ましくは0以上3以下の整数を表し、より好ましくは0である。nを増大させた場合、吸収波長域が長波長にする事ができるか、熱による分解温度が低くなる。可視域に適切な吸収を有し、かつ蒸着成膜時の熱分解を抑制する点でn=0が好ましい。   n represents an integer of 0 or more, preferably 0 or more and 3 or less, and more preferably 0. When n is increased, the absorption wavelength region can be made longer, or the thermal decomposition temperature is lowered. N = 0 is preferable in that it has appropriate absorption in the visible region and suppresses thermal decomposition during vapor deposition.

は原子群を表す。Dは−NR(R)を含む基であることが好ましく−NR(R)が置換したアリーレン基を表す場合が更に好ましい。R、Rはそれぞれ独立に、水素原子、または置換基を表す。 D 1 represents an atomic group. D 1 is preferably a group containing —NR a (R b ), and more preferably —NR a (R b ) represents an arylene group substituted. R a and R b each independently represent a hydrogen atom or a substituent.

が表すアリーレン基としては、好ましくは炭素数6〜30のアリーレン基であり、より好ましくは炭素数6〜18のアリーレン基である。アリーレン基は、後述の置換基Wを有していてもよく、好ましくは炭素数1〜4のアルキル基を有していてもよい炭素数6〜18のアリーレン基である。例えば、フェニレン基、ナフチレン基、アントラセニレン基、ピレニレン基、フェナントレニレン基、メチルフェニレン基、ジメチルフェニレン基等が挙げられ、フェニレン基またはナフチレン基が好ましい。 The arylene group represented by D 1 is preferably an arylene group having 6 to 30 carbon atoms, and more preferably an arylene group having 6 to 18 carbon atoms. The arylene group may have a substituent W described later, and is preferably an arylene group having 6 to 18 carbon atoms which may have an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms. Examples thereof include a phenylene group, a naphthylene group, an anthracenylene group, a pyrenylene group, a phenanthrenylene group, a methylphenylene group, and a dimethylphenylene group, and a phenylene group or a naphthylene group is preferable.

、Rで表される置換基としては後述の置換基Wが挙げられ、好ましくは、脂肪族炭化水素基(好ましくは置換されてよいアルキル基、アルケニル基)、アリール基(好ましくは置換されてよいフェニル基)、またはヘテロ環基である。 Examples of the substituent represented by R a or R b include the substituent W described later, and preferably an aliphatic hydrocarbon group (preferably an alkyl group or alkenyl group which may be substituted) or an aryl group (preferably a substituent). A phenyl group which may be substituted), or a heterocyclic group.

、Rが表すアリール基としては、それぞれ独立に、好ましくは炭素数6〜30のアリール基であり、より好ましくは炭素数6〜18のアリール基である。アリール基は、置換基を有していてもよく、好ましくは炭素数1〜4のアルキル基または炭素数6〜18のアリール基を有していてもよい炭素数6〜18のアリール基である。例えば、フェニル基、ナフチル基、アントラセニル基、ピレニル基、フェナントレニル基、メチルフェニル基、ジメチルフェニル基、ビフェニル基等が挙げられ、フェニル基またはナフチル基が好ましい。 The aryl groups represented by R a and R b are each independently preferably an aryl group having 6 to 30 carbon atoms, and more preferably an aryl group having 6 to 18 carbon atoms. The aryl group may have a substituent, and is preferably an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms or an aryl group having 6 to 18 carbon atoms which may have an aryl group having 6 to 18 carbon atoms. . Examples thereof include a phenyl group, a naphthyl group, an anthracenyl group, a pyrenyl group, a phenanthrenyl group, a methylphenyl group, a dimethylphenyl group, and a biphenyl group, and a phenyl group or a naphthyl group is preferable.

、Rが表すヘテロ環基としては、それぞれ独立に、好ましくは炭素数3〜30のヘテロ環基であり、より好ましくは炭素数3〜18のヘテロ環基である。ヘテロ環基は、置換基を有していてもよく、好ましくは炭素数1〜4のアルキル基または炭素数6〜18のアリール基を有していてもよい炭素数3〜18のヘテロ環基である。また、R、Rが表すヘテロ環基は縮環構造であることが好ましく、フラン環、チオフェン環、セレノフェン環、シロール環、ピリジン環、ピラジン環、ピリミジン環、オキサゾール環、チアゾール環、トリアゾール環、オキサジアゾール環、チアジアゾール環からから選ばれる環の組み合わせ(同一でも良い)の縮環構造が好ましく、キノリン環、イソキノリン環、ベンゾチオフェン環、ジベンゾチオフェン環、チエノチオフェン環、ビチエノベンゼン環、ビチエノチオフェン環が好ましい。 The heterocyclic groups represented by R a and R b are preferably each independently a heterocyclic group having 3 to 30 carbon atoms, and more preferably a heterocyclic group having 3 to 18 carbon atoms. The heterocyclic group may have a substituent, preferably a C3-C18 heterocyclic group which may have a C1-C4 alkyl group or a C6-C18 aryl group. It is. The heterocyclic group represented by R a and R b is preferably a condensed ring structure, and furan ring, thiophene ring, selenophene ring, silole ring, pyridine ring, pyrazine ring, pyrimidine ring, oxazole ring, thiazole ring, triazole. A condensed ring structure of a ring combination selected from a ring, an oxadiazole ring, and a thiadiazole ring (which may be the same) is preferable. A bithienothiophene ring is preferred.

、R、およびRが表すアリーレン基およびアリール基はベンゼン環または縮環構造であることが好ましく、ベンゼン環を含む縮環構造であることがより好ましく、ナフタレン環、アントラセン環、ピレン環、フェナントレン環を挙げることができ、ベンゼン環、ナフタレン環またはアントラセン環がより好ましくは、ベンゼン環またはナフタレン環が更に好ましい。 The arylene group and aryl group represented by D 1 , R a and R b are preferably a benzene ring or a condensed ring structure, more preferably a condensed ring structure containing a benzene ring, a naphthalene ring, an anthracene ring, pyrene A benzene ring, a naphthalene ring or an anthracene ring, more preferably a benzene ring or a naphthalene ring.

置換基Wとしてはハロゲン原子、アルキル基(シクロアルキル基、ビシクロアルキル基、トリシクロアルキル基を含む)、アルケニル基(シクロアルケニル基、ビシクロアルケニル基を含む)、アルキニル基、アリール基、複素環基(ヘテロ環基といっても良い)、シアノ基、ヒドロキシ基、ニトロ基、カルボキシ基、アルコキシ基、アリールオキシ基、シリルオキシ基、ヘテロ環オキシ基、アシルオキシ基、カルバモイルオキシ基、アルコキシカルボニル基、アリールオキシカルボニル基、アミノ基(アニリノ基を含む)、アンモニオ基、アシルアミノ基、アミノカルボニルアミノ基、アルコキシカルボニルアミノ基、アリールオキシカルボニルアミノ基、スルファモイルアミノ基、アルキルおよ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、アルキルおよびアリールスルフィニル基、アルキルおよ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、アリールおよびヘテロ環アゾ基、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))、ホスファト基(−OPO(OH))、スルファト基(−OSOH)、その他の公知の置換基が挙げられる。 As the substituent W, a halogen atom, an alkyl group (including a cycloalkyl group, a bicycloalkyl group, and a tricycloalkyl group), an alkenyl group (including a cycloalkenyl group and a bicycloalkenyl group), an alkynyl group, an aryl group, and a heterocyclic group (May be referred to as a heterocyclic group), cyano group, hydroxy group, nitro group, carboxy group, alkoxy group, aryloxy group, silyloxy group, heterocyclic oxy group, acyloxy group, carbamoyloxy group, alkoxycarbonyl group, aryl Oxycarbonyl group, amino group (including anilino group), ammonio group, acylamino group, aminocarbonylamino group, alkoxycarbonylamino group, aryloxycarbonylamino group, sulfamoylamino group, alkyl and arylsulfonylamino group, mercap Group, alkylthio group, arylthio group, heterocyclic thio group, sulfamoyl group, sulfo group, alkyl and arylsulfinyl group, alkyl and arylsulfonyl group, acyl group, aryloxycarbonyl group, alkoxycarbonyl group, carbamoyl group, aryl and heterocyclic ring 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), a sulfato group (-OSO 3 H), and other known substituents.

、Rが置換基(好ましくはアルキル基、アルケニル基)を表す場合、それらの置換基は、−NR(R)が置換したアリール基の芳香環(好ましくはベンゼン環)骨格の水素原子、または置換基と結合して環(好ましくは6員環)を形成してもよい。
、Rは互いに置換基同士が結合して環(好ましくは5員または6員環、より好ましくは6員環)を形成してもよく、また、R、RはそれぞれがL(L、L、Lのいずれかを表す)中の置換基と結合して環(好ましくは5員または6員環、より好ましくは6員環)を形成してもよい。
When R a and R b represent a substituent (preferably an alkyl group or an alkenyl group), the substituent is an aromatic ring (preferably benzene ring) skeleton of an aryl group substituted by —NR a (R b ). It may combine with a hydrogen atom or a substituent to form a ring (preferably a 6-membered ring).
R a and R b may be bonded to each other to form a ring (preferably a 5-membered or 6-membered ring, more preferably a 6-membered ring), and R a and R b are each L A ring (preferably a 5-membered or 6-membered ring, more preferably a 6-membered ring) may be formed by combining with a substituent in (represents any one of L 1 , L 2 , and L 3 ).

一般式(1)で表される化合物は、特開2000−297068号公報に記載の化合物であり、前記公報に記載のない化合物も、前記公報に記載の合成方法に準じて製造することができる。一般式(1)で表される化合物は一般式(2)で表される化合物であることが好ましい。   The compound represented by the general formula (1) is a compound described in JP 2000-297068 A, and a compound not described in the above publication can also be produced according to the synthesis method described in the above publication. . The compound represented by the general formula (1) is preferably a compound represented by the general formula (2).

一般式(2)中、Z、L21、L22、L23、およびnは一般式(1)におけるZ、L、L、L、およびnと同義であり、その好ましい例も同様である。D21は置換または無置換のアリーレン基を表す。D22、およびD23はそれぞれ独立に、置換若しくは無置換のアリール基または置換若しくは無置換のヘテロ環基を表す。 In General Formula (2), Z 2 , L 21 , L 22 , L 23 , and n are synonymous with Z 1 , L 1 , L 2 , L 3 , and n in General Formula (1), and preferred examples thereof Is the same. D 21 represents a substituted or unsubstituted arylene group. D 22 and D 23 each independently represents a substituted or unsubstituted aryl group or a substituted or unsubstituted heterocyclic group.

21が表すアリーレン基としては、Dが表すアリーレン環基と同義であり、その好ましい例も同様である。D22、およびD23が表すアリール基としては、それぞれ独立に、R、およびRが表すヘテロ環基と同義であり、その好ましい例も同様である。 The arylene group represented by D 21 has the same meaning as the arylene ring group represented by D 1 , and preferred examples thereof are also the same. The aryl group represented by D 22 and D 23 is independently the same as the heterocyclic group represented by R a and R b , and preferred examples thereof are also the same.

以下に一般式(1)で表される化合物の好ましい具体例を、一般式(3)を用いて示すが、本発明はこれらに限定されるものではない。   Although the preferable specific example of a compound represented by General formula (1) below is shown using General formula (3), this invention is not limited to these.

一般式(3)中、Zは以下に示す化5におけるA−1〜A−12のいずれかを表す。L31がメチレンを表し、nが0を表す。D31がB−1〜B−9のいずれかであり、D32、およびD33がC−1〜C−16のいずれかを表す。Zとしては、A−2が好ましく、D32、およびD33はC−1、C−2、C−15、C−16から選択されることが好ましく、D31はB−1またはB−9であることが好ましい。 In General Formula (3), Z 3 represents any one of A-1 to A-12 in Chemical Formula 5 shown below. L 31 represents methylene and n represents 0. D 31 is any one of B-1 to B-9, and D 32 and D 33 each represent any one of C-1 to C-16. Z 3 is preferably A-2, D 32 and D 33 are preferably selected from C-1, C-2, C-15, and C-16, and D 31 is B-1 or B- 9 is preferred.

特に好ましいp型有機材料としては、染料若しくは5個以上の縮環構造を持たない材料(縮環構造を0〜4個、好ましは1〜3個有する材料)が挙げられる。有機薄膜太陽電池で一般的に使用されている顔料系p型材料を用いると、pn界面での暗時電流が増大しやすい傾向になること、結晶性の粒界でのトラップにより光応答が遅くなりがちであることから、撮像素子用として用いることが難しい。このため、結晶化しにくい染料系のp型材料、若しくは5個以上の縮環構造を持たない材料が撮像素子用に好ましく用いることができる。   Particularly preferred p-type organic materials include dyes or materials not having 5 or more condensed ring structures (materials having 0 to 4, preferably 1 to 3 condensed ring structures). When using a pigment-based p-type material generally used in organic thin-film solar cells, the dark current tends to increase at the pn interface, and the light response is slow due to trapping at the crystalline grain boundary. Since it tends to be, it is difficult to use for an image sensor. For this reason, a dye-based p-type material that is difficult to crystallize, or a material that does not have five or more condensed ring structures can be preferably used for the imaging element.

一般式(1)で表される化合物の更に好ましい具体例は、一般式(3)における以下に示す置換基、連結基および部分構造の組み合わせであるが、本発明はこれらに限定されるものではない。   More preferred specific examples of the compound represented by the general formula (1) are combinations of the substituents, linking groups and partial structures shown below in the general formula (3), but the present invention is not limited to these. Absent.

なお、上記A−1〜A−12、B−1〜B−9、およびC−1〜C−16は上記化5に示したものと同義である。以下に、一般式(1)で表される化合物の特に好ましい具体例を示すが、本発明はこれらに限定されるものではない。これ外にも、下記化合物2、下記化合物4、下記化合物5および下記化合物6が挙げられる。   In addition, said A-1 to A-12, B-1 to B-9, and C-1 to C-16 are synonymous with what was shown to the said Chemical formula 5. Although the especially preferable specific example of a compound represented by General formula (1) below is shown, this invention is not limited to these. In addition, the following compound 2, the following compound 4, the following compound 5, and the following compound 6 are mentioned.

(分子量)
一般式(1)で表される化合物は、成膜適性の観点から、分子量が300以上1500以下であることが好ましく、350以上1200以下であることがより好ましく、400以上900以下であることが更に好ましい。分子量が小さすぎる場合では、成膜した光電変換膜の膜厚が揮発により減少してしまい、逆に分子量が大きすぎる場合では蒸着ができず、光電変換素子を作製できない。
(Molecular weight)
The compound represented by the general formula (1) preferably has a molecular weight of 300 or more and 1500 or less, more preferably 350 or more and 1200 or less, and more preferably 400 or more and 900 or less, from the viewpoint of film forming suitability. Further preferred. When the molecular weight is too small, the film thickness of the formed photoelectric conversion film decreases due to volatilization. Conversely, when the molecular weight is too large, vapor deposition cannot be performed, and a photoelectric conversion element cannot be manufactured.

(融点)
一般式(1)で表される化合物は、蒸着安定性の観点から、融点が200℃以上であることが好ましく、220℃以上がより好ましく、240℃以上が更に好ましい。融点が低いと蒸着前に融解してしまい、安定に成膜できないことに加え、化合物の分解物が多くなるため、光電変換性能が劣化する。
(Melting point)
The compound represented by the general formula (1) has a melting point of preferably 200 ° C. or higher, more preferably 220 ° C. or higher, and further preferably 240 ° C. or higher from the viewpoint of vapor deposition stability. If the melting point is low, it melts before vapor deposition, and in addition to being unable to form a stable film, the decomposition product of the compound increases, so the photoelectric conversion performance deteriorates.

(吸収スペクトル)
一般式(1)で表される化合物の吸収スペクトルのピーク波長は、可視領域の光を幅広く吸収するという観点から400nm以上700nm以下であることが好ましく、480nm以上700nm以下がより好ましく、510nm以上680nm以下であることが更に好ましい。
(Absorption spectrum)
The peak wavelength of the absorption spectrum of the compound represented by the general formula (1) is preferably 400 nm or more and 700 nm or less, more preferably 480 nm or more and 700 nm or less, more preferably 510 nm or more and 680 nm, from the viewpoint of broadly absorbing light in the visible region. More preferably, it is as follows.

(ピーク波長のモル吸光係数)
一般式(1)で表される化合物は、光を効率よく利用する観点から、モル吸光係数は高ければ高いほどよい。吸収スペクトル(クロロホルム溶液)が、波長400nmから700nmまでの可視領域において、モル吸光係数は20000M−1cm−1以上が好ましく、30000M−1cm−1以上がより好ましく、40000M−1cm−1以上が更に好ましい。
(Molar extinction coefficient of peak wavelength)
The higher the molar extinction coefficient is, the better the compound represented by the general formula (1) is from the viewpoint of efficiently using light. Absorption spectrum (chloroform solution), in the visible region of the wavelength 400nm to 700 nm, the molar absorption coefficient preferably 20000 -1 cm -1 or more, more preferably 30000 m -1 cm -1 or more, 40000M -1 cm -1 or more Is more preferable.

なお、図4に示す光電変換素子50と、基板52および絶縁層54とで撮像素子が構成される。撮像素子は、デジタルカメラ、デジタルビデオカメラ等の撮像装置、電子内視鏡および携帯電話機等の撮像モジュール等に搭載して用いられる。   Note that the photoelectric conversion element 50 shown in FIG. 4, the substrate 52, and the insulating layer 54 constitute an imaging element. The image pickup device is used by being mounted on an image pickup device such as a digital camera or a digital video camera, an image pickup module such as an electronic endoscope or a mobile phone.

次に、図4に示す光電変換素子50の光電変換層74の製造方法について、光電変換素子50の製造方法と併せて説明する。
まず、図5(a)に示すように、読出し回路80と対向電極電圧供給部82とが形成された基板52上に、第1の接続部84と第2の接続部86と、配線層88が設けられた絶縁層54が形成された回路基板51(CMOS基板)を用意する。そして、絶縁層54の表面54aに、各第1の接続部84に接続されるように画素電極56を形成する。この場合、上述の如く、第1の接続部84と読出し回路80とが接続されており、第2の接続部86と対向電極電圧供給部82とが接続されている。画素電極56が形成された回路基板51が本発明の基板に相当する。
Next, a method for manufacturing the photoelectric conversion layer 74 of the photoelectric conversion element 50 illustrated in FIG. 4 will be described together with a method for manufacturing the photoelectric conversion element 50.
First, as shown in FIG. 5A, a first connection portion 84, a second connection portion 86, and a wiring layer 88 are formed on a substrate 52 on which a readout circuit 80 and a counter electrode voltage supply portion 82 are formed. A circuit board 51 (CMOS substrate) on which an insulating layer 54 provided with is formed is prepared. Then, the pixel electrode 56 is formed on the surface 54 a of the insulating layer 54 so as to be connected to each first connection portion 84. In this case, as described above, the first connection portion 84 and the readout circuit 80 are connected, and the second connection portion 86 and the counter electrode voltage supply portion 82 are connected. The circuit substrate 51 on which the pixel electrode 56 is formed corresponds to the substrate of the present invention.

次に、蒸着装置10を用いて、図5(b)に示すように、第2の接続部86上を除き、かつ全ての画素電極56を覆うように、電子ブロッキング材料を蒸着し、電子ブロッキング層72を形成する。電子ブロッキング材料には、上述の電子ブロッキング層72を構成する有機材料を用いることができる。電子ブロッキング材料としては、より具体的には、例えば、粉体状の下記化合物1を用いることができる。   Next, using the vapor deposition apparatus 10, as shown in FIG. 5B, an electron blocking material is vapor deposited so as to cover all the pixel electrodes 56 except for the second connection portion 86, and the electron blocking is performed. Layer 72 is formed. As the electron blocking material, an organic material constituting the electron blocking layer 72 described above can be used. More specifically, for example, the following compound 1 in powder form can be used as the electron blocking material.

次に、蒸着装置10を用いて、図5(c)に示すように、電子ブロッキング層72の表面72aに光電変換材料を蒸着し、光電変換層74を成膜する。これにより、光電変換層74が形成されて有機層58が形成される。
光電変換材料(有機材料)には、上述の光電変換層74を構成するp型有機半導体を用いることができる。光電変換材料としては、より具体的には、例えば、粉体状の下記化合物2(p型有機半導体)と、粉体状の下記化合物3(n型有機半導体)を用いることができる。光電変換層74は、上述の図2(a)〜(d)に示す有機膜の製造方法を用いて成膜する。このため、その詳細な説明は省略する。
Next, as illustrated in FIG. 5C, a photoelectric conversion material is vapor-deposited on the surface 72 a of the electron blocking layer 72 using the vapor deposition apparatus 10, thereby forming a photoelectric conversion layer 74. Thereby, the photoelectric conversion layer 74 is formed and the organic layer 58 is formed.
As the photoelectric conversion material (organic material), a p-type organic semiconductor constituting the photoelectric conversion layer 74 described above can be used. More specifically, for example, the following compound 2 (p-type organic semiconductor) in powder form and the following compound 3 (n-type organic semiconductor) in powder form can be used as the photoelectric conversion material. The photoelectric conversion layer 74 is formed by using the organic film manufacturing method shown in FIGS. For this reason, the detailed description is abbreviate | omitted.

次に、有機層58を覆い、かつ第2の接続部86上に形成されるパターンで対向電極60を、例えば、スパッタ法を用いて所定の真空下で形成する。次に、対向電極60を覆うようにして、絶縁層54の表面54aに、保護膜62を形成する。   Next, the counter electrode 60 is formed under a predetermined vacuum using, for example, a sputtering method in a pattern that covers the organic layer 58 and is formed on the second connection portion 86. Next, a protective film 62 is formed on the surface 54 a of the insulating layer 54 so as to cover the counter electrode 60.

次に、保護膜62の表面62aに、カラーフィルタ64、隔壁66および遮光層68を、例えば、フォトリソグラフィ法を用いて形成する。カラーフィルタ64、隔壁66および遮光層68の形成工程は、所定の真空下でも非真空下であってもよい。
次に、カラーフィルタ64、隔壁66および遮光層68を覆うようにして、オーバーコート層130を、例えば、塗布法を用いて形成する。これにより、図4に示す光電変換素子50を形成することができる。
Next, the color filter 64, the partition 66, and the light shielding layer 68 are formed on the surface 62a of the protective film 62 by using, for example, a photolithography method. The formation process of the color filter 64, the partition 66, and the light shielding layer 68 may be under a predetermined vacuum or non-vacuum.
Next, the overcoat layer 130 is formed using, for example, a coating method so as to cover the color filter 64, the partition 66, and the light shielding layer 68. Thereby, the photoelectric conversion element 50 shown in FIG. 4 can be formed.

本実施形態では、光電変換素子50を製造するに際して、光電変換層74を上述の図2(a)〜(d)に示す有機膜の製造方法を用いて成膜することにより、光電変換層74の成膜に用いる有機材料を温度変化に伴う純度等の劣化を生じさせることなく、安定した組成で光電変換層74を成膜することができる。このため、光電変換層74を高純度の膜で構成することができる。   In the present embodiment, when the photoelectric conversion element 50 is manufactured, the photoelectric conversion layer 74 is formed by forming the photoelectric conversion layer 74 using the method for manufacturing an organic film shown in FIGS. The photoelectric conversion layer 74 can be formed with a stable composition without causing deterioration of the purity or the like associated with the temperature change of the organic material used for the film formation. For this reason, the photoelectric conversion layer 74 can be comprised with a highly purified film | membrane.

また、蒸着室12で繰り返し、光電変換層74を成膜する場合でも、不活性ガスGiを蒸着室12の内部12aに導入することにより、蒸着温度を下げることなく、光電変換材料(有機材料)の蒸発を抑制し、一次的に蒸着を停止することができる。このとき、光電変換材料(有機材料)を追加供給することができる。また、このとき、光電変換層74が成膜が完了していれば、光電変換層74の成膜が完了した基板を搬出し、新たに光電変換層74を成膜する前の基板を搬入することもできる。
この場合においても、上述のように不活性ガスの供給の有無により、光電変換材料(有機材料)の蒸着を制御できるため、昇温および降温を省略でき、しかも、大気開放することもない。このため、光電変換層74の製造に要する時間を短縮でき、かつそれを製造するに要する加熱エネルギを少なくできるため、光電変換層74の生産性、ひいては光電変換素子の生産性を向上させることができ、かつ光電変換素子のコストダウンを大幅に図ることができる。
Even when the photoelectric conversion layer 74 is repeatedly formed in the vapor deposition chamber 12, the photoelectric conversion material (organic material) is introduced without lowering the vapor deposition temperature by introducing the inert gas Gi into the inside 12 a of the vapor deposition chamber 12. The evaporation can be temporarily stopped and the evaporation can be temporarily stopped. At this time, a photoelectric conversion material (organic material) can be additionally supplied. At this time, if film formation of the photoelectric conversion layer 74 is completed, the substrate on which the film formation of the photoelectric conversion layer 74 has been completed is carried out, and a substrate before the film formation of the photoelectric conversion layer 74 is newly carried in. You can also.
Even in this case, since the deposition of the photoelectric conversion material (organic material) can be controlled by the presence or absence of the supply of the inert gas as described above, the temperature rise and the temperature fall can be omitted, and the atmosphere is not released to the atmosphere. For this reason, since the time required for manufacturing the photoelectric conversion layer 74 can be shortened and the heating energy required for manufacturing the photoelectric conversion layer 74 can be reduced, the productivity of the photoelectric conversion layer 74 and, consequently, the productivity of the photoelectric conversion element can be improved. And the cost of the photoelectric conversion element can be greatly reduced.

なお、光電変換素子50の構成は、図2に示す構成に限定されるものではない。例えば、基板の表面側から、順に画素電極(下部電極)/電子ブロッキング層/光電変換層/上部電極/保護膜の構成であってよい。この場合、保護膜は単層構造でも、2層以上の多層構造であってもよい。   In addition, the structure of the photoelectric conversion element 50 is not limited to the structure shown in FIG. For example, the structure may be a pixel electrode (lower electrode) / electron blocking layer / photoelectric conversion layer / upper electrode / protective film in this order from the surface side of the substrate. In this case, the protective film may have a single layer structure or a multilayer structure of two or more layers.

本発明は、基本的に以上のように構成されるものである。以上、本発明の光電変換層の製造方法および蒸着方法について詳細に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されず、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々の改良または変更をしてもよいのはもちろんである。   The present invention is basically configured as described above. As mentioned above, although the manufacturing method and vapor deposition method of the photoelectric converting layer of this invention were demonstrated in detail, this invention is not limited to the said embodiment, In the range which does not deviate from the main point of this invention, various improvement or a change is carried out. Of course it is also good.

以下、本発明の光電変換層の製造方法の効果を具体的に説明する。
本実施例においては、実施例1〜4および比較例1の光電変換素子を作製した。実施例1〜4については下記表1に示す製造プロセスで光電変換層を作製し、比較例1については下記表2に示す製造プロセスで光電変換層を作製した。
実施例1〜4の光電変換素子については、それぞれ不活性ガス導入時の蒸着室内の圧力を変えて7水準作製した。各水準毎に4つの光電変換素子を作製した。各光電変換素子について、それぞれ残像を測定した。残像を評価した。その結果を下記表3〜6に示す。
なお、光電変換素子の構成は、基板上に形成された、画素電極/電子ブロッキング層/光電変換層/上部電極/2層構造の保護膜の構成である。
Hereinafter, the effect of the manufacturing method of the photoelectric converting layer of this invention is demonstrated concretely.
In this example, photoelectric conversion elements of Examples 1 to 4 and Comparative Example 1 were produced. About Examples 1-4, the photoelectric converting layer was produced with the manufacturing process shown in the following Table 1, and about the comparative example 1, the photoelectric converting layer was produced with the manufacturing process shown in the following Table 2.
About the photoelectric conversion element of Examples 1-4, seven levels were produced, changing the pressure in the vapor deposition chamber at the time of inert gas introduction, respectively. Four photoelectric conversion elements were produced for each level. An afterimage was measured for each photoelectric conversion element. Afterimage was evaluated. The results are shown in Tables 3-6 below.
In addition, the structure of a photoelectric conversion element is a structure of the protective film of the pixel electrode / electron blocking layer / photoelectric conversion layer / upper electrode / 2 layer structure formed on the substrate.

残像については、作製した各水準の4つの光電変換素子に、それぞれ500lux/F4の光をシャッター開閉動作により1秒おきに照射し、シャッターを切った直後(1/60秒)の出力信号がシャッター開時の出力信号に対して何%になるかを測定した。その10回平均を、各光電変換素子の残像として評価した。さらに、各水準毎に、4つの光電変換素子の平均値を算出し、これを最終的な残像の値とした。残像の許容値は1.0%とし、それ以下を「EXCELLENT」とし、それより残像の値が大きい場合を「GOOD」として判定した。   For afterimages, the four photoelectric conversion elements of each level were each irradiated with 500 lux / F4 of light by shutter opening / closing operations every second, and the output signal immediately after the shutter was released (1/60 seconds) is the shutter. The percentage of the output signal when opened was measured. The 10 times average was evaluated as an afterimage of each photoelectric conversion element. Further, for each level, an average value of the four photoelectric conversion elements was calculated and used as a final afterimage value. The allowable value of the afterimage was set to 1.0%, the lower value was set as “EXCELLENT”, and the case where the afterimage value was larger than that was determined as “GOOD”.

以下、各実施例1〜4および比較例1の光電変換素子について説明する。
(実施例1)
実施例1においては、まず、ガラス基板上に、ITOを高周波マグネトロンスパッタ法により30nmの膜厚で形成し、画素電極を形成した。次に、画素電極上に、電子ブロッキング層として、下記化合物1で示される有機化合物を真空蒸着法で100nmの膜厚で形成した。
電子ブロッキング層上に、光電変換層として、下記化合物2で示される有機化合物(p型有機半導体)と下記化合物3で示される有機化合物(フラーレンC60(n型有機半導体))の混合層(化合物2:化合物3=1:1(体積比))を、真空中で共蒸着により、400nmの膜厚で形成した。この場合、下記化合物2で示される有機化合物と下記化合物3で示される有機化合物とは、別々のるつぼに収納されて蒸着される。
有機化合物の蒸着は、いずれも真空度が5.0×10−4Pa以下、蒸着速度が1Å/s〜10Å/sの成膜条件で行なった。
Hereinafter, the photoelectric conversion elements of Examples 1 to 4 and Comparative Example 1 will be described.
(Example 1)
In Example 1, first, ITO was formed with a film thickness of 30 nm on a glass substrate by high frequency magnetron sputtering to form a pixel electrode. Next, on the pixel electrode, an organic compound represented by the following compound 1 was formed as an electron blocking layer with a film thickness of 100 nm by a vacuum deposition method.
On the electron blocking layer, as a photoelectric conversion layer, a mixed layer (compound) of an organic compound (p-type organic semiconductor) represented by the following compound 2 and an organic compound (fullerene C 60 (n-type organic semiconductor)) represented by the following compound 3 2: Compound 3 = 1: 1 (volume ratio)) was formed by vacuum evaporation in a vacuum with a film thickness of 400 nm. In this case, the organic compound represented by the following compound 2 and the organic compound represented by the following compound 3 are housed in separate crucibles and deposited.
The vapor deposition of the organic compounds was performed under film forming conditions in which the degree of vacuum was 5.0 × 10 −4 Pa or less and the vapor deposition rate was 1 Å / s to 10 Å / s.

光電変換層上に、上部電極として、ITOを高周波マグネトロンスパッタにより、10nmの膜厚で形成した。次に、上部電極を覆うようにして保護膜を形成した。保護膜は、酸化アルミニウム膜と窒化珪素膜の2層構造の積層膜である。酸化アルミニウム膜は原子層堆積装置を使用し、200nmの膜厚で形成した。窒化珪素膜はマグネトロンスパッタ法により、100nmの膜厚で形成した。
本実施例では、光電変換素子を同じ条件で4回作製した。その際、化合物2については、不活性ガスを導入した圧力状態のままで、材料供給部を用いて、2時間毎に有機材料を供給しながら連続的に蒸着し、蒸着中の2時間の間に1回の素子作製を行い、合計10時間ほどの製造プロセスで4回の素子作製を行った。このとき、不活性ガスには、純度99.9999%の窒素ガスを用い、蒸着室内の圧力を約1Paに調整した。なお、実施例1の製造プロセスの詳細は下記表1に示す。
On the photoelectric conversion layer, ITO was formed as a top electrode with a film thickness of 10 nm by high frequency magnetron sputtering. Next, a protective film was formed so as to cover the upper electrode. The protective film is a laminated film having a two-layer structure of an aluminum oxide film and a silicon nitride film. The aluminum oxide film was formed with a film thickness of 200 nm using an atomic layer deposition apparatus. The silicon nitride film was formed with a film thickness of 100 nm by magnetron sputtering.
In this example, the photoelectric conversion element was manufactured four times under the same conditions. At that time, the compound 2 is continuously vapor-deposited while supplying an organic material every two hours using the material supply unit while maintaining the pressure state in which the inert gas is introduced. The device was manufactured once, and the device was manufactured four times in a manufacturing process of about 10 hours in total. At this time, nitrogen gas having a purity of 99.9999% was used as the inert gas, and the pressure in the deposition chamber was adjusted to about 1 Pa. Details of the manufacturing process of Example 1 are shown in Table 1 below.

実施例1では、不活性ガス導入時の蒸着室内の圧力を約1Paとした以外に、ガス導入時の蒸着室内の圧力を約1×10−3Pa、約1×10−2Pa、約1×10−1Pa、約1×10Pa、約1×10Pa、約1×10Paと6水準変えて光電変換素子を作製した。実施例1では、合計7水準、光電変換素子を、それぞれ4つ作製した。そして、各水準毎に光電変換素子の残像の平均値を算出した。 In Example 1, the pressure in the vapor deposition chamber at the time of gas introduction was set to about 1 × 10 −3 Pa, about 1 × 10 −2 Pa, about 1 in addition to the pressure in the vapor deposition chamber at the time of introducing the inert gas being about 1 Pa. Photoelectric conversion elements were produced by changing the six levels of × 10 −1 Pa, about 1 × 10 1 Pa, about 1 × 10 2 Pa, and about 1 × 10 3 Pa. In Example 1, four photoelectric conversion elements were manufactured for a total of seven levels. And the average value of the afterimage of the photoelectric conversion element was computed for every level.

(実施例2)
実施例2は、実施例1と同様の素子構成であり、化合物2を化合物4に変えた以外は、実施例1と同様にして光電変換素子を作製した。このため、詳細な説明は省略する。
実施例2においても、不活性ガス導入時の蒸着室内の圧力を変えて合計7水準、光電変換素子を、それぞれ4つ作製した。
(Example 2)
Example 2 has the same element configuration as that of Example 1, and a photoelectric conversion element was produced in the same manner as Example 1 except that Compound 2 was changed to Compound 4. For this reason, detailed description is omitted.
Also in Example 2, a total of 7 levels and 4 photoelectric conversion elements were produced by changing the pressure in the vapor deposition chamber when introducing the inert gas.

(実施例3)
実施例3は、実施例1と同様の素子構成であり、化合物2を化合物5に変えた以外は、実施例1と同様にして光電変換素子を作製した。このため、詳細な説明は省略する。
実施例3においても、不活性ガス導入時の蒸着室内の圧力を変えて合計7水準、光電変換素子を、それぞれ4つ作製した。
(Example 3)
Example 3 has the same element configuration as that of Example 1, and a photoelectric conversion element was produced in the same manner as Example 1 except that Compound 2 was changed to Compound 5. For this reason, detailed description is omitted.
Also in Example 3, a total of 7 levels and 4 photoelectric conversion elements were produced by changing the pressure in the vapor deposition chamber when introducing the inert gas.

(実施例4)
実施例4は、実施例1と同様の素子構成であり、化合物2を化合物6に変えた以外は、実施例1と同様にして光電変換素子を作製した。このため、詳細な説明は省略する。
実施例4においても、不活性ガス導入時の蒸着室内の圧力を変えて合計7水準、光電変換素子を、それぞれ4つ作製した。
Example 4
Example 4 has the same element configuration as that of Example 1, and a photoelectric conversion element was produced in the same manner as Example 1 except that Compound 2 was changed to Compound 6. For this reason, detailed description is omitted.
Also in Example 4, a total of 7 levels and 4 photoelectric conversion elements were produced by changing the pressure in the vapor deposition chamber when introducing the inert gas.

(比較例1)
比較例1は、実施例1と同様の素子構成であり、下記表2に示すように蒸着室内に不活性ガスを導入しない製造プロセスで作製した以外は、実施例1と同様にして光電変換素子を作製した。このため、詳細な説明は省略する。
比較例1でも、光電変換素子を同じ条件で4回作製した。しかしながら、蒸着室内にガスを導入していないため、1水準しか光電変換素子を作製していない。
(Comparative Example 1)
Comparative Example 1 has the same element configuration as that of Example 1, and as shown in Table 2 below, a photoelectric conversion element was prepared in the same manner as in Example 1 except that it was manufactured by a manufacturing process in which an inert gas was not introduced into the vapor deposition chamber. Was made. For this reason, detailed description is omitted.
Also in the comparative example 1, the photoelectric conversion element was produced 4 times on the same conditions. However, since no gas is introduced into the vapor deposition chamber, only one level of photoelectric conversion element is manufactured.

上記表1に示す実施例1と、上記表2に示す比較例1とを比較すると、不活性ガスを導入していない場合の製造プロセスで素子作製を行うと、材料供給前に材料が蒸発しない温度(170℃)に下がる迄待つ必要があり、さらに材料供給後は再び昇温しなくてはならない。比較例1では、実施例1と同等の素子作製を行うためには14時間もの時間がかかる。これに対して、不活性ガスを導入した実施例1は素子作製時間が9.8時間である。比較例1は実施例1に比して約40%ものタイムロスが生じ、量産コストが大幅に上昇してしまう。   When Example 1 shown in Table 1 and Comparative Example 1 shown in Table 2 are compared, when an element is manufactured in a manufacturing process in which an inert gas is not introduced, the material does not evaporate before supplying the material. It is necessary to wait until the temperature (170 ° C.) is lowered, and the temperature must be raised again after supplying the material. In Comparative Example 1, it takes as long as 14 hours to produce the same element as in Example 1. On the other hand, in Example 1 in which an inert gas was introduced, the device production time was 9.8 hours. In Comparative Example 1, a time loss of about 40% occurs as compared with Example 1, and the mass production cost increases significantly.

上記表3〜6に示すように、不活性ガス導入時の圧力が10−2Pa〜10Paの場合、残像の値(素子性能)が1%以下と顕著に高くなっている。本発明は、特に長時間連続で蒸着すると分解してしまうような有機材料を用いて、有機ELおよび有機CMOS等のような有機デバイスを量産する場合に特に高い効果が得られる。 As shown in Tables 3 to 6, when the pressure when introducing the inert gas is 10 −2 Pa to 10 1 Pa, the afterimage value (element performance) is remarkably high at 1% or less. The present invention is particularly effective when mass-producing organic devices such as organic EL and organic CMOS using an organic material that decomposes when deposited for a long time.

10 蒸着装置
12 蒸着室
14 真空排気部
16 蒸発部
18 ガス供給部
19 圧力センサ
20 制御部
22 るつぼ
28 材料供給部
30 ガス供給源
34 不活性ガス導入バルブ(バルブ)
50 光電変換素子
58 有機層
102 有機膜
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Deposition apparatus 12 Deposition chamber 14 Vacuum exhaust part 16 Evaporation part 18 Gas supply part 19 Pressure sensor 20 Control part 22 Crucible 28 Material supply part 30 Gas supply source 34 Inert gas introduction valve (valve)
50 photoelectric conversion element 58 organic layer 102 organic film

Claims (6)

真空雰囲気の蒸着室内で被成膜材に有機材料を蒸着して光電変換層を成膜する製造方法であって、
前記真空雰囲気の前記蒸着室内で、前記有機材料を加熱して蒸発させて前記有機材料を前記被成膜材に蒸着する蒸着工程と、
前記有機材料の加熱を維持した状態で、前記蒸着室内に不活性ガスを供給して前記有機材料の蒸発を抑制し、前記蒸着を一時的に停止する停止工程と、
前記有機材料の加熱を維持した状態で、前記蒸着室内への前記不活性ガスの供給を停止して前記真空雰囲気にし、前記有機材料の蒸着を再開する再開工程とを有し、
前記停止工程において、前記蒸着室内に前記不活性ガスを供給した状態で、前記蒸着に用いる前記有機材料を供給する供給工程を有することを特徴とする光電変換層の製造方法。
A manufacturing method for forming a photoelectric conversion layer by depositing an organic material on a film forming material in a vacuum deposition chamber,
A vapor deposition step of heating and evaporating the organic material in the vapor deposition chamber in the vacuum atmosphere to deposit the organic material on the film formation material;
In a state where heating of the organic material is maintained, an inert gas is supplied into the vapor deposition chamber to suppress evaporation of the organic material, and a stop step of temporarily stopping the vapor deposition,
With the heating of the organic material maintained, the supply of the inert gas into the vapor deposition chamber is stopped and the vacuum atmosphere is resumed, and a resuming step of restarting the vapor deposition of the organic material,
The method for producing a photoelectric conversion layer, characterized in that, in the stopping step, the organic material used for the vapor deposition is supplied in a state where the inert gas is supplied into the vapor deposition chamber.
前記停止工程において、さらに前記蒸着室内に前記不活性ガスを供給した状態で、前記被成膜材を交換する交換工程を有する請求項1に記載の光電変換層の製造方法。   The method for producing a photoelectric conversion layer according to claim 1, further comprising an exchange step of exchanging the film forming material in a state where the inert gas is supplied into the vapor deposition chamber in the stopping step. 前記不活性ガスは、窒素ガス、ヘリウムガス、アルゴンガス、ネオンガス、クリプトンガスおよびキセノンガスのうち、いずれかである請求項1または2に記載の光電変換層の製造方法。   The method for producing a photoelectric conversion layer according to claim 1, wherein the inert gas is any one of nitrogen gas, helium gas, argon gas, neon gas, krypton gas, and xenon gas. 前記蒸着室内に前記不活性ガスを導入した際の前記蒸着室内の圧力は、1×10−2Pa〜10Paである請求項1〜3のいずれか1項に記載の光電変換層の製造方法。 The method for producing a photoelectric conversion layer according to any one of claims 1 to 3, wherein the pressure in the deposition chamber when the inert gas is introduced into the deposition chamber is 1 × 10 -2 Pa to 10 Pa. 前記被成膜材は、下部電極が形成された基板である請求項1〜4のいずれか1項に記載の光電変換層の製造方法。   The method for producing a photoelectric conversion layer according to claim 1, wherein the film forming material is a substrate on which a lower electrode is formed. 真空雰囲気の蒸着室内で被成膜材に有機材料を蒸着して有機膜を成膜する蒸着方法であって、
前記真空雰囲気の前記蒸着室内で、前記有機材料を加熱して蒸発させて前記有機材料を前記被成膜材に蒸着する蒸着工程と、
前記有機材料の加熱を維持した状態で、前記蒸着室内に不活性ガスを供給して前記有機材料の蒸発を抑制し、前記蒸着を一時的に停止する停止工程と、
前記有機材料の加熱を維持した状態で、前記蒸着室内への前記不活性ガスの供給を停止して前記真空雰囲気にし、前記有機材料の蒸着を再開する再開工程とを有し、
前記停止工程において、前記蒸着室内に前記不活性ガスを供給した状態で、前記蒸着に用いる前記有機材料を供給する供給工程を有することを特徴とする蒸着方法。
An evaporation method for forming an organic film by depositing an organic material on a film forming material in a vacuum deposition chamber,
A vapor deposition step of heating and evaporating the organic material in the vapor deposition chamber in the vacuum atmosphere to deposit the organic material on the film formation material;
In a state where heating of the organic material is maintained, an inert gas is supplied into the vapor deposition chamber to suppress evaporation of the organic material, and a stop step of temporarily stopping the vapor deposition,
With the heating of the organic material maintained, the supply of the inert gas into the vapor deposition chamber is stopped and the vacuum atmosphere is resumed, and a resuming step of restarting the vapor deposition of the organic material,
The vapor deposition method characterized in that, in the stopping step, the organic material used for the vapor deposition is supplied in a state where the inert gas is supplied into the vapor deposition chamber.
JP2013210265A 2013-10-07 2013-10-07 Manufacturing method of photoelectric conversion layer and vapor deposition method Pending JP2015074793A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013210265A JP2015074793A (en) 2013-10-07 2013-10-07 Manufacturing method of photoelectric conversion layer and vapor deposition method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013210265A JP2015074793A (en) 2013-10-07 2013-10-07 Manufacturing method of photoelectric conversion layer and vapor deposition method

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2015074793A true JP2015074793A (en) 2015-04-20

Family

ID=52999902

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2013210265A Pending JP2015074793A (en) 2013-10-07 2013-10-07 Manufacturing method of photoelectric conversion layer and vapor deposition method

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2015074793A (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6046649B2 (en) Photoelectric conversion device and imaging device using the same
TWI491584B (en) Photoelectric conversion device, production method thereof, photosensor, imaging device and their drive methods
US8704213B2 (en) Photoelectric conversion device and solid-state imaging
JP6059697B2 (en) Photoelectric conversion device and imaging device
JP6145872B2 (en) Method for forming photoelectric conversion layer
WO2011125526A1 (en) Photoelectric conversion element and image pickup element
JP6010514B2 (en) Photoelectric conversion device and imaging device
JP5814293B2 (en) PHOTOELECTRIC CONVERSION ELEMENT AND IMAGING ELEMENT, PHOTOELECTRIC CONVERSION ELEMENT MANUFACTURING METHOD, AND IMAGING ELEMENT MANUFACTURING METHOD
JP5981399B2 (en) ORGANIC MATERIAL FOR FILM FORMATION, ORGANIC PHOTOELECTRIC CONVERSION DEVICE, IMAGING ELEMENT, LIGHT RECEIVING LAYER FORMING METHOD, AND ORGANIC PHOTOELECTRIC CONVERSION METHOD
JP2011082508A (en) Photoelectric conversion device, production method thereof, photosensor, imaging device and their drive methods
US9691999B2 (en) Photoelectric conversion device vapor deposition material, photoelectric conversion device, sensor, and imaging device
JP6010567B2 (en) Photoelectric conversion material, photoelectric conversion element, optical sensor, and imaging element
JP2015153910A (en) Photoelectric conversion element, optical sensor, and imaging element
JP5806176B2 (en) Solid-state imaging device and method for manufacturing solid-state imaging device
JP5824436B2 (en) Photoelectric conversion device and imaging device using the same
JP2015043362A (en) Photoelectric conversion element and image pickup element
WO2013031471A1 (en) Photoelectric conversion element manufacturing method and image capture element manufacturing method
JP5651507B2 (en) Manufacturing method of organic photoelectric conversion element, organic photoelectric conversion element, imaging element, imaging apparatus
JP6231435B2 (en) Solid-state image sensor
JP2015074793A (en) Manufacturing method of photoelectric conversion layer and vapor deposition method
JP2015137416A (en) Tablet for vapor deposition and vapor deposition apparatus for depositing organic material
JP2013055248A (en) Manufacturing method of photoelectric conversion element