JP2021077888A - 光電変換素子及びセンサ並びに電子装置、及び化合物 - Google Patents

Abstract

【課題】残留電荷及び暗電流を減らし、光電変換効率、電荷抽出特性及び熱安定性を改善できる光電変換素子を提供する。
【解決手段】本発明による光電変換素子は、第１電極及び第２電極と、前記第１電極と前記第２電極との間に配置され、ｐ型半導体とｎ型半導体を含む光電変換層と、前記第１電極と前記光電変換層との間に配置され、有機バッファー物質を含む有機バッファー層と、を有し、前記有機バッファー物質のＬＵＭＯエネルギー準位と前記ｎ型半導体のＬＵＭＯエネルギー準位の差は、１．２ｅＶ以上であり、前記有機バッファー物質は、少なくとも３個のカルバゾールモイエティを含む。
【選択図】 図１

Description

本発明は、光電変換素子及びセンサ並びに電子装置、及び化合物に関し、特に光電変換効率、電荷抽出特性及び熱安定性を改善できる光電変換素子及びセンサ並びに電子装置、及び化合物に関する。

光電変換素子は、光を受けて電気信号に変換させる素子であって、フォトダイオード及びフォトトランジスターなどを含み、センサ又は光検出器に適用され得る。
センサは、日増しに高い解像度が要求されており、これによって画素サイズが小さくなっている。
現在主に使用しているシリコンフォトダイオードの場合、画素サイズが小さくなっていくと吸収面積が減るので、感度低下が発生する可能性がある。
これにより、シリコンを代替できる有機物質の研究が行われている。
有機物質は、吸光係数が大きく、分子構造によって特定波長領域の光を選択的に吸収することができるので、フォトダイオードと色フィルターを同時に代替できて高集積化に有利である。

しかしながら、有機物質は、高い結合エネルギー（ｂｉｎｄｉｎｇ ｅｎｅｒｇｙ）と再結合（ｒｅｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎ）挙動によりシリコンと異なる特性を示すことがあり、有機物質の特性を正確に予測しにくくて、光電変換素子で要求される物性を容易に制御することが難しいという問題がある。

特開２０１４−１７３２１号公報

本発明は上記従来の光電変換素子における問題点に鑑みてなされたものであって、本発明の目的は、残留電荷及び暗電流を減らし、光電変換効率、電荷抽出特性及び熱安定性を改善できる光電変換素子を提供することにある。
また、本発明の他の目的は、前記光電変換素子を含むセンサを提供すること、前記光電変換素子又は前記センサを含む電子装置を提供すること、及び前記光電変換素子に用いる化合物を提供することにある。

上記目的を達成するためになされた本発明による光電変換素子は、第１電極及び第２電極と、前記第１電極と前記第２電極との間に配置され、ｐ型半導体とｎ型半導体を含む光電変換層と、前記第１電極と前記光電変換層との間に配置され、有機バッファー物質を含む有機バッファー層と、を有し、前記有機バッファー物質のＬＵＭＯエネルギー準位と前記ｎ型半導体のＬＵＭＯエネルギー準位の差は、１．２ｅＶ以上であり、前記有機バッファー物質は、少なくとも３個のカルバゾールモイエティを含むことを特徴とする。

前記有機バッファー物質のＬＵＭＯエネルギー準位は、１．２〜３．０ｅＶであり、前記ｎ型半導体のＬＵＭＯエネルギー準位は、３．６〜４．８ｅＶであることが好ましい。
前記有機バッファー物質のＨＯＭＯエネルギー準位と前記ｐ型半導体のＨＯＭＯエネルギー準位との差は、０．５ｅＶ以下であることが好ましい。
前記有機バッファー物質のＨＯＭＯエネルギー準位と前記ｐ型半導体のＨＯＭＯエネルギー準位は、それぞれ５．０〜６．０ｅＶの範囲に属することが好ましい。
前記有機バッファー物質のＨＯＭＯエネルギー準位と前記ｐ型半導体のＨＯＭＯエネルギー準位との差は、０〜０．５ｅＶであり、前記有機バッファー物質のＬＵＭＯエネルギー準位と前記ｎ型半導体のＬＵＭＯエネルギー準位との差は、１．２ｅＶ〜３．６ｅＶであることが好ましい。

前記有機バッファー物質は、下記に示す化学式１で表されることが好ましい。

（上記化学式１中、
Ｌ^１〜Ｌ^３は、それぞれ独立して、置換もしくは非置換の炭素数６〜２０のアリーレン基であり、
Ｒ^１〜Ｒ^７は、それぞれ独立して、水素、置換もしくは非置換の炭素数１〜３０のアルキル基、置換もしくは非置換の炭素数１〜３０のアルコキシ基、置換もしくは非置換の炭素数６〜２０のアリール基、置換もしくは非置換の炭素数３〜２０のヘテロアリール基、置換もしくは非置換のカルバゾリル基、ハロゲン、シアノ基、又はこれらの組み合わせであり、
Ｒ^１〜Ｒ^３の内の少なくとも２つは置換もしくは非置換のカルバゾリル基であり、
ｍ_１〜ｍ_３は、それぞれ独立して、０又は１である。）

前記有機バッファー物質は、下記に示す化学式１Ａ〜１Ｃのいずれか１つで表されることが好ましい。

（上記化学式１Ａ〜１Ｃ中、
Ｌ^１〜Ｌ^３は、それぞれ独立して、置換もしくは非置換の炭素数６〜２０のアリーレン基であり、
Ｒ^１及びＲ^４〜Ｒ^１７は、それぞれ独立して、水素、置換もしくは非置換の炭素数１〜３０のアルキル基、置換もしくは非置換の炭素数１〜３０のアルコキシ基、置換もしくは非置換の炭素数６〜２０のアリール基、置換もしくは非置換の炭素数３〜２０のヘテロアリール基、置換もしくは非置換のカルバゾリル基、ハロゲン、シアノ基、又はこれらの組み合わせであり、
ｍ_１〜ｍ_３は、それぞれ独立して、０又は１である。）

前記化学式１Ａ〜１Ｃ中、Ｒ^１及びＲ^４〜Ｒ^１７は、それぞれ独立して、水素、置換もしくは非置換のフェニル基、置換もしくは非置換のビフェニル基又は置換もしくは非置換のナフチル基であることが好ましい。
前記化学式１Ａ〜１Ｃ中、Ｌ^１〜Ｌ^３は、それぞれ独立して、置換もしくは非置換のフェニレン基、置換もしくは非置換のビフェニレン基、又は置換もしくは非置換のナフチレン基であることが好ましい。
前記化学式１Ａ〜１Ｃ中、Ｒ^１、Ｒ^４〜Ｒ^１７及びＬ^１〜Ｌ^３の内の３個は、置換もしくは非置換のフェニル基、又は置換もしくは非置換のフェニレン基であることが好ましい。

前記有機バッファー物質は、下記に示す化学式１Ｄ〜１Ｇのいずれか１つで表されることが好ましい。

（上記化学式１Ｄ〜１Ｇ中、
Ｌ^１〜Ｌ^３は、それぞれ独立して、置換もしくは非置換の炭素数６〜２０のアリーレン基であり、
Ｒ^２及びＲ^４〜Ｒ^１７は、それぞれ独立して、水素、置換もしくは非置換の炭素数１〜３０のアルキル基、置換もしくは非置換の炭素数１〜３０のアルコキシ基、置換もしくは非置換の炭素数６〜２０のアリール基、置換もしくは非置換の炭素数３〜２０のヘテロアリール基、置換もしくは非置換のカルバゾリル基、ハロゲン、シアノ基、又はこれらの組み合わせであり、
ｍ_１〜ｍ_３は、それぞれ独立して、０又は１である。）

前記化学式１Ｄ〜１Ｇ中、Ｒ^２及びＲ^４〜Ｒ^１７は、それぞれ独立して、水素、置換もしくは非置換のフェニル基、置換もしくは非置換のビフェニル基、又は置換もしくは非置換のナフチル基であることが好ましい。
前記化学式１Ｄ〜１Ｇ中、Ｌ^１〜Ｌ^３は、それぞれ独立して、置換もしくは非置換のフェニレン基、置換もしくは非置換のビフェニレン基、又は置換もしくは非置換のナフチレン基であることが好ましい。
前記化学式１Ｄ〜１Ｇ中、Ｒ^２、Ｒ^４〜Ｒ^１７、及びＬ^１〜Ｌ^３の内の３個は、置換もしくは非置換のフェニル基又は置換もしくは非置換のフェニレン基であることが好ましい。

前記化学式１中、
Ｒ^１〜Ｒ^３の内の２つは置換もしくは非置換のカルバゾリル基であり、Ｒ^１〜Ｒ^３の内の残りの１つは水素、置換もしくは非置換のフェニル基、置換もしくは非置換のビフェニル基、又は置換もしくは非置換のナフチル基であることが好ましい。
前記有機バッファー物質は、３個のカルバゾールモイエティと３個のフェニルモイエティを含むことが好ましい。

前記有機バッファー物質は、下記に示す化学式１−１〜１−４のいずれか１つで表されることが好ましい。

（上記化学式１−１〜１−４中、
Ｌ^１〜Ｌ^３は、それぞれ独立して、フェニル基であり、
ｍ_１〜ｍ_３は、それぞれ独立して、０又は１であり、
Ｒ^１〜Ｒ^３はそれぞれ独立して、カルバゾリル基又はフェニルに置換されたカルバゾリル基である。）

前記化学式１−１〜１−４中、Ｒ^１〜Ｒ^３は、それぞれ独立して、下記に示すグループ１に列記された基の内の１つであることが好ましい。

（上記グループ１中の＊は、連結地点である。）

前記有機バッファー物質は、下記に示す化学式１−２−１又は１−３−１で表されることが好ましい。

（上記化学式１−２−１又は１−３−１中、
Ｒ^８及びＲ^１２は、それぞれ独立して、水素又はフェニル基である。）

前記ｐ型半導体と前記ｎ型半導体の内の少なくとも１つは、赤色波長領域、緑色波長領域、青色波長領域、及び赤外線波長領域の内の１つに最大吸収波長を有する吸光物質であることが好ましい。

また、上記目的を達成するためになされた本発明による光電変換素子は、吸光物質を含み、前記吸光物質によって吸収した光を電気的信号に変換する光電変換層と、前記光電変換層に隣接して配置される有機バッファー層と、を有し、前記光電変換層の吸光スペクトルは、赤色波長領域、緑色波長領域、青色波長領域、及び赤外線波長領域の内の１つに最大吸収波長を有し、前記有機バッファー層は、少なくとも３個のカルバゾールモイエティを含み、２．８ｅＶ以上のエネルギーバンドギャップを有する有機バッファー物質を含むことを特徴とする。

前記有機バッファー物質は、３個のカルバゾールモイエティと３個のフェニルモイエティを含むことが好ましい。

上記目的を達成するためになされた本発明によるセンサは、本発明の光電変換素子を含むことを特徴とする。

上記目的を達成するためになされた本発明による電子装置は、本発明のセンサを含むことを特徴とする。

前記センサは、有機ＣＭＯＳイメージセンサであることが好ましい。

また、上記目的を達成するためになされた本発明による電子装置は、本発明の光電変換素子を含むことを特徴とする。

上記目的を達成するためになされた本発明による化合物は、下記に示す化学式１Ｄ−１で表されることを特徴とする。

（上記化学式１Ｄ−１中、
Ｌ^１及びＬ^３は、それぞれ独立して、置換もしくは非置換の炭素数６〜２０のアリーレン基であり、
Ｒ^４〜Ｒ^１５は、それぞれ独立して、水素、置換もしくは非置換の炭素数１〜３０のアルキル基、置換もしくは非置換の炭素数１〜３０のアルコキシ基、置換もしくは非置換の炭素数６〜２０のアリール基、置換もしくは非置換の炭素数３〜２０のヘテロアリール基、置換もしくは非置換のカルバゾリル基、ハロゲン、シアノ基、又はこれらの組み合わせである。）

前記化学式１Ｄ−１中、Ｒ^４〜Ｒ^１５は、それぞれ独立して、水素、置換もしくは非置換のフェニル基、置換もしくは非置換のビフェニル基又は置換もしくは非置換のナフチル基であることが好ましい。
前記化学式１Ｄ−１中、Ｌ^１〜Ｌ^３は、それぞれ独立して、置換もしくは非置換のフェニレン基、置換もしくは非置換のビフェニレン基、又は置換もしくは非置換のナフチレン基であることが好ましい。
前記化合物は、３個のフェニルモイエティを含むことが好ましい。

前記有機バッファー物質は、下記に示す化学式１−２−１又は１−３−１で表されることが好ましい。

（上記化学式１−２−１又は１−３−１中、Ｒ^８及びＲ^１２は、それぞれ独立して、水素又はフェニル基である。）

本発明に係る光電変換素子及びセンサ並びに電子装置、及び化合物によれば、残留電荷及び暗電流を減らし、光電変換効率、電荷抽出特性、及び熱安定性を改善することができる。

本発明の一実施形態による光電変換素子の概略構成の一例を示す断面図である。 本発明の一実施形態による光電変換素子の概略構成の他の例を示す断面図である。 本発明の一実施形態によるイメージセンサの概略構成の一例を示す断面図である。 本発明の一実施形態によるイメージセンサの一例を示す斜視図である。 図４のイメージセンサの概略構成の一例を示す断面図である。 図４のイメージセンサの概略構成の他の例を示す断面図である。 本発明の一実施形態によるイメージセンサの他の例を示す斜視図である。 図７のイメージセンサの概略構成の一例を示す断面図である。 本発明の一実施形態によるイメージセンサの他の例を示す斜視図である。 図９のイメージセンサの概略構成の一例を示す断面図である。 本発明の一実施形態によるイメージセンサの概略構成の他の例を示す断面図である。 本発明の一実施形態によるイメージセンサの概略構成の他の例を示す断面図である。 本発明の一実施形態による電子装置の概略構成を示すブロック図である。

次に、本発明に係る光電変換素子及びセンサ並びに電子装置、及び化合物を実施するための形態の具体例を図面を参照しながら説明する。

以下、本発明の実施形態について当該技術分野における通常の知識を有する者が容易に実施できるように詳しく説明する。
しかし、実際に適用される構造は様々な異なる形態で具現され、ここで説明する実施形態に限定されない。
図面では様々な層及び領域を明確に表現するために厚さを拡大して示している。
明細書全体にわたって類似の構成要素については同一な参照符号を付与した。
層、膜、領域、板などの部分が他の部分の「上に」あるというとき、これは他の部分の「直上に」ある場合だけでなく、その中間にまた他の部分がある場合も含む。
逆に、ある部分が他の部分の「直上」にあるというときは、その中間に他の部分がないことを意味する。

以下で別途の定義がない限り、「置換」とは、化合物中の水素原子が、ハロゲン原子、ヒドロキシ基、アルコキシ基、ニトロ基、シアノ基、アミノ基、アジド基、アミジノ基、ヒドラジノ基、ヒドラゾノ基、カルボニル基、カルバモイル基、チオール基、エステル基、カルボキシル基又はその塩、スルホン酸基又はその塩、燐酸又はその塩、シリル基、炭素数１〜２０のアルキル基、炭素数２〜２０のアルケニル基、炭素数２〜２０のアルキニル基、炭素数６〜３０のアリール基、炭素数７〜３０のアリールアルキル基、炭素数１〜３０のアルコキシ基、炭素数１〜２０のヘテロアルキル基、炭素数３〜２０のヘテロアリール基、炭素数３〜２０のヘテロアリールアルキル基、炭素数３〜３０のシクロアルキル基、炭素数３〜１５のシクロアルケニル基、炭素数６〜１５のシクロアルキニル基、炭素数３〜３０のヘテロシクロアルキル基、及びこれらの組み合わせから選択される置換基で置換されたことを意味する。

以下で別途の定義がない限り、「ヘテロ」とは、Ｎ、Ｏ、Ｓ、Ｓｅ、Ｔｅ、Ｓｉ、及びＰから選択されるヘテロ原子を１個〜４個含有したものを意味する。
以下で「組み合わせ」とは、混合及び２つ以上の積層構造を含む。
以下で別途の定義がない限り、エネルギー準位（ｅｎｅｒｇｙ ｌｅｖｅｌ）は、最高被占軌道（ｈｉｇｈｅｓｔ ｏｃｃｕｐｉｅｄ ｍｏｌｅｃｕｌａｒ ｏｒｂｉｔａｌ：ＨＯＭＯ）エネルギー準位又は最低空軌道（ｌｏｗｅｓｔ ｕｎｏｃｃｕｐｉｅｄ ｍｏｌｅｃｕｌａｒ ｏｒｂｉｔａｌ：ＬＵＭＯ）エネルギー準位である。

以下で別途の定義がない限り、仕事関数（ｗｏｒｋ ｆｕｎｃｔｉｏｎ）又はエネルギー準位は、真空レベル（ｖａｃｕｕｍ ｌｅｖｅｌ）からの絶対値で表示される。
また、仕事関数又はエネルギー準位が、深い、高い、又は大きいということは、真空レベルを「０ｅＶ」として絶対値が大きいことを意味し、仕事関数又はエネルギー準位が、浅い、低い、又は小さいということは真空レベルを「０ｅＶ」として絶対値が小さいことを意味する。

以下、図面を参照して本発明の一実施形態による光電変換素子を説明する。
図１は、本発明の一実施形態による光電変換素子の概略構成の一例を示す断面図である。
図１を参照すると、本発明の一実施形態による光電変換素子１００は、第１電極１０、第２電極２０、光電変換層３０、及び有機バッファー層４０を含む。

基板（図示せず）は、第１電極１０側に配置され、第２電極２０側に配置される。
基板は、例えば、ガラス板、シリコンウエハなどの無機基板又はポリカーボネート、ポリメチルメタクリレート、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリアミド、ポリエーテルスルホン、又はこれらの組み合わせなどの有機物質で作られた有機基板であり得る。
基板は省略してもよい。

第１電極１０と第２電極２０の内のいずれか１つはアノード（ａｎｏｄｅ）であり、他の１つはカソード（ｃａｔｈｏｄｅ）である。
例えば、第１電極１０はアノードであり、第２電極２０はカソードである。又は、第１電極１０はカソードであり、第２電極２０はアノードである。
第１電極１０と第２電極２０の内の少なくとも１つは透明電極である。
ここで透明電極は、約８０％以上の高い透過率を有する。

透明電極は、例えば、酸化物導電体、炭素導電体、及び金属薄膜の内の少なくとも１つを含み、酸化物導電体は、例えば、インジウム錫酸化物（ｉｎｄｉｕｍ ｔｉｎ ｏｘｉｄｅ：ＩＴＯ）、インジウム亜鉛酸化物（ｉｎｄｉｕｍ ｚｉｎｃ ｏｘｉｄｅ：ＩＺＯ）、亜鉛錫酸化物（ｚｉｎｃ ｔｉｎ ｏｘｉｄｅ：ＺＴＯ）、アルミニウム錫酸化物（Ａｌｕｍｉｎｕｍ ｔｉｎ ｏｘｉｄｅ：ＡｌＴＯ）、及びアルミニウム亜鉛酸化物（Ａｌｕｍｉｎｕｍ ｚｉｎｃ ｏｘｉｄｅ：ＡＺＯ）の中から選択される１つ以上であり得、炭素導電体は、グラフェン及び炭素ナノ体から選択される１つ以上であり得、金属薄膜は、アルミニウム（Ａｌ）、マグネシウム（Ｍｇ）、銀（Ａｇ）、金（Ａｕ）、これらの合金又はこれらの組み合わせを含む非常に薄い薄膜であり得る。

第１電極１０と第２電極２０の内のいずれか１つは反射電極である。
反射電極は、例えば、約１０％未満の光透過率又は約５％以上の反射率を有する。
反射電極は、金属などの反射導電体を含むことができ、例えば、アルミニウム（Ａｌ）、銀（Ａｇ）、金（Ａｕ）、又はこれらの合金を含むことができる。
一例として、第１電極１０と第２電極２０は、それぞれ透明電極であってもよく、第１電極１０と第２電極２０の内のいずれか１つは光を受ける側に位置する受光電極（ｌｉｇｈｔ−ｒｅｃｅｉｖｉｎｇ ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ）である。
一例として、第１電極１０は透明電極であり、第２電極２０は反射電極であり、第１電極１０は受光電極である。
一例として、第１電極１０は反射電極であり、第２電極２０は透明電極であり、第２電極２０は受光電極である。

光電変換層３０は、第１電極１０と第２電極２０の間に配置される。
光電変換層３０は、少なくとも一部の波長領域の光を吸収して電気的信号に変換させ、例えば、青色波長領域の光（以下、「青色光」という）、緑色波長領域の光（以下、「緑色光」という）、赤色波長領域の光（以下、「赤色光」という）、及び赤外線波長領域の光（以下、「赤外光」という）の内の一部を電気的信号に変換させる。
一例として、光電変換層３０は、青色光、緑色光、赤色光、及び赤外光の内のいずれか１つを選択的に吸収して電気的信号に変換させる。

ここで青色光、緑色光、赤色光、及び赤外光の内のいずれか１つを選択的に吸収するということは、吸光スペクトルの最大吸収波長（λ_ｍａｘ）が、約３８０ｎｍ以上５００ｎｍ未満、約５００ｎｍ〜６００ｎｍ、約６００ｎｍ超７００ｎｍ以下、及び約７００ｎｍ超〜３０００ｎｍ以下の波長領域の内のいずれか１つに存在し、当該波長領域内の吸光スペクトルがその他の波長領域の吸光スペクトルより顕著に高いことを意味し、ここで顕著に高いということは、吸光スペクトルの総面積に対して例えば約７０％〜１００％、約７５％〜１００％、約８０％〜１００％、約８５％〜１００％、約９０％〜１００％、又は約９５％〜１００％が当該波長領域に属するものである。

光電変換層３０は、少なくとも１つのｐ型半導体と少なくとも１つのｎ型半導体がｐｎ接合（ｐｎ ｊｕｎｃｔｉｏｎ）を形成し、外部から光を受けてエキシトン（ｅｘｃｉｔｏｎ）を生成した後、生成されたエキシトンを正孔と電子に分離する。
ｐ型半導体とｎ型半導体は、それぞれ吸光物質であり、例えば、ｐ型半導体とｎ型半導体の内の少なくとも１つは有機吸光物質である。
一例として、ｐ型半導体とｎ型半導体の内の少なくとも１つは所定の波長領域の光を選択的に吸収する波長選択性吸光物質であり、例えば、ｐ型半導体とｎ型半導体の内の少なくとも１つは波長選択性有機吸光物質である。
ｐ型半導体とｎ型半導体は、互いに同一又は異なる波長領域でピーク吸収波長（λ_ｍａｘ）を有し得る。

一例として、ｐ型半導体とｎ型半導体の内の少なくとも１つは、約５００ｎｍ〜６００ｎｍの波長領域で最大吸収波長（λ_ｍａｘ）を有する吸光物質であり、例えば、約５２０ｎｍ〜５８０ｎｍの波長領域で最大吸収波長（λ_ｍａｘ）を有する吸光物質である。
一例として、ｐ型半導体とｎ型半導体の内の少なくとも１つは、約５００ｎｍ〜６００ｎｍの波長領域で最大吸収波長（λ_ｍａｘ）を有する有機吸光物質であり、例えば、約５２０ｎｍ〜５８０ｎｍの波長領域で最大吸収波長（λ_ｍａｘ）を有する有機吸光物質である。
一例として、ｐ型半導体は、約５００ｎｍ〜６００ｎｍの波長領域で最大吸収波長（λ_ｍａｘ）を有する有機吸光物質であり、例えば、約５２０ｎｍ〜５８０ｎｍの波長領域で最大吸収波長（λ_ｍａｘ）を有する有機吸光物質である。

一例として、ｐ型半導体のＨＯＭＯエネルギー準位は、約５．０〜６．０ｅＶであり、上記の範囲内で約５．１〜５．９ｅＶ、約５．２〜５．８ｅＶ、又は約５．３〜５．８ｅＶである。
一例として、ｐ型半導体のＬＵＭＯエネルギー準位は、約２．７〜４．３ｅＶであり、上記の範囲内で約２．８〜４．１ｅＶ又は約３．０〜４．０ｅＶである。
一例として、ｐ型半導体のエネルギーバンドギャップは、約１．７〜２．３ｅＶであり、上記の範囲内で約１．８〜２．２ｅＶ又は約１．９〜２．１ｅＶである。
一例として、ｐ型半導体は、電子供与モイエティ（ｅｌｅｃｔｒｏｎ ｄｏｎａｔｉｎｇ ｍｏｉｅｔｙ：ＥＤＭ）、π共役連結モイエティ（π−ｃｏｎｊｕｇａｔｅｄ ｌｉｎｋｉｎｇ ｍｏｉｅｔｙ：ＬＭ）、及び電子受容モイエティ（ｅｌｅｃｔｒｏｎ ａｃｃｅｐｔｉｎｇ ｍｏｉｅｔｙ：ＥＡＭ）を含むコア構造を有する有機物であり得る。

一例として、ｐ型半導体は、下記に示す化学式Ａで表されるが、これに限定されるものではない。
（化Ａ）
ＥＤＭ１−ＬＭ１−ＥＡＭ１ ・・・化学式Ａ
上記化学式Ａ中、
ＥＤＭ１は、電子供与モイエティであり、
ＥＡＭ１は、電子受容モイエティであり、
ＬＭ１は、電子供与モイエティと電子受容モイエティを連結するπ共役連結モイエティである。

一例として、化学式Ａで表されるｐ型半導体は、例えば下記に示す化学式Ａ−１で表される。

（上記化学式Ａ−１中、
Ｘは、Ｏ、Ｓ、Ｓｅ、Ｔｅ、ＳＯ、ＳＯ_２、又はＳｉＲ^ａＲ^ｂであり、
Ａｒは、置換もしくは非置換の炭素数６〜３０のアリーレン基、置換もしくは非置換の炭素数３〜３０のヘテロ環基又はこれらの中から選択される２以上の縮合環であり、
Ａｒ^１ａ及びＡｒ^２ａは、それぞれ独立して、置換もしくは非置換の炭素数６〜３０のアリール基又は置換もしくは非置換の炭素数３〜３０のヘテロアリール基であり、
Ａｒ^１ａ及びＡｒ^２ａはそれぞれ独立して存在するか、又は互いに結合して縮合環を形成することができ、
Ｒ^１ａ〜Ｒ^３ａ、Ｒ^ａ、及びＲ^ｂは、それぞれ独立して、水素、重水素、置換もしくは非置換の炭素数１〜３０のアルキル基、置換もしくは非置換の炭素数１〜３０のアルコキシ基、置換もしくは非置換の炭素数６〜３０のアリール基、置換もしくは非置換の炭素数３〜３０のヘテロアリール基、ハロゲン、シアノ基又はこれらの組み合わせであり得る。

一例として、化学式Ａ−１中のＡｒ^１ａ及びＡｒ^２ａは、それぞれ独立して、置換もしくは非置換のフェニル基、置換もしくは非置換のナフチル基、置換もしくは非置換のアントラセニル基、置換もしくは非置換のフェナントレニル基、置換もしくは非置換のピリジニル（ｐｙｒｉｄｉｎｙｌ）基、置換もしくは非置換のピリダジニル（ｐｙｒｉｄａｚｉｎｙｌ）基、置換もしくは非置換のピリミジニル（ｐｙｒｉｍｉｄｉｎｙｌ）基、置換もしくは非置換のピラジニル（ｐｙｒａｚｉｎｙｌ）基、置換もしくは非置換のキノリニル（ｑｕｉｎｏｌｉｎｙｌ）基、置換もしくは非置換のイソキノリニル（ｉｓｏｑｕｉｎｏｌｉｎｙｌ）基、置換もしくは非置換のナフチリジニル（ｎａｐｈｔｈｙｒｉｄｉｎｙｌ）基、置換もしくは非置換のシノリニル（ｃｉｎｎｏｌｉｎｙｌ）基、置換もしくは非置換のキナゾリニル（ｑｕｉｎａｚｏｌｉｎｙｌ）基、置換もしくは非置換のフタラジニル（ｐｈｔｈａｌａｚｉｎｙｌ）基、置換もしくは非置換のベンゾトリアジニル（ｂｅｎｚｏｔｒｉａｚｉｎｙｌ）基、置換もしくは非置換のピリドピラジニル（ｐｙｒｉｄｏｐｙｒａｚｉｎｙｌ）基、置換もしくは非置換のピリドピリミジニル（ｐｙｒｉｄｏｐｙｒｉｍｉｄｉｎｙｌ）基、及び置換もしくは非置換のピリドピリダジニル（ｐｙｒｉｄｏｐｙｒｉｄａｚｉｎｙｌ）基から選択される。

一例として、化学式Ａ−１中のＡｒ^１ａ及びＡｒ^２ａは互いに縮合して環を形成することができ、Ａｒ^１ａ及びＡｒ^２ａは、例えば、単結合、−（ＣＲ^ｇＲ^ｈ）_ｎ２−（ｎ２は１又は２）、−Ｏ−、−Ｓ−、−Ｓｅ−、−Ｎ＝、−ＮＲ^ｉ−、−ＳｉＲ^ｊＲ^ｋ−、及び−ＧｅＲ^ｌＲ^ｍ−から選択される１つで連結されて環を形成することができる。
ここでＲ^ｇ〜Ｒ^ｍは、それぞれ独立して、水素、置換もしくは非置換の炭素数１〜３０のアルキル基、置換もしくは非置換の炭素数６〜３０のアリール基、置換もしくは非置換の炭素数３〜３０のヘテロアリール基、置換もしくは非置換の炭素数１〜６のアルコキシ基、ハロゲン、シアノ基又はこれらの組み合わせであり得る。

一例として、化学式Ａで表されるｐ型半導体は、例えば下記に示す化学式Ａ−２又はＡ−３で表される。

（上記化学式Ａ−２又はＡ−３中、
Ｘは、Ｏ、Ｓ、Ｓｅ、Ｔｅ、ＳＯ、ＳＯ_２、又はＳｉＲ^ａＲ^ｂであり、
Ａｒ^３は、置換もしくは非置換の炭素数６〜３０のアリーレン基、置換もしくは非置換の炭素数３〜３０のヘテロ環基又はこれらの中から選択される２以上の縮合環であり、
Ｒ^１ａ〜Ｒ^３ａ、Ｒ^ａ及びＲ^ｂは、それぞれ独立して、水素、重水素、置換もしくは非置換の炭素数１〜３０のアルキル基、置換もしくは非置換の炭素数１〜３０のアルコキシ基、置換もしくは非置換の炭素数６〜３０のアリール基、置換もしくは非置換の炭素数３〜３０のヘテロアリール基、ハロゲン、シアノ基又はこれらの組み合わせであり、
Ｇは、単結合、−（ＣＲ^ｇＲ^ｈ）_ｎ２−（ｎ２は１又は２）、−Ｏ−、−Ｓ−、−Ｓｅ−、−Ｎ＝、−ＮＲ^ｉ−、−ＳｉＲ^ｊＲ^ｋ−又は−ＧｅＲ^ｌＲ^ｍ−であり、ここでＲ^ｇ〜Ｒ^ｍは、それぞれ独立して、水素、置換もしくは非置換の炭素数１〜３０のアルキル基、置換もしくは非置換の炭素数１〜３０のアルコキシ基、置換もしくは非置換の炭素数６〜３０のアリール基、置換もしくは非置換の炭素数３〜３０のヘテロアリール基、ハロゲン、シアノ基、又はこれらの組み合わせであり、Ｒ^ｇとＲ^ｈ、Ｒ^ｊとＲ^ｋ、及びＲ^ｌとＲ^ｍは、それぞれ独立して存在又は互いに連結されて環を形成することができ、
Ｙ^２は、Ｏ、Ｓ、Ｓｅ、Ｔｅ、及びＣ（Ｒ^ｑ）（ＣＮ）（ここでＲ^ｑは水素、シアノ基（−ＣＮ）及び炭素数１〜１０のアルキル基から選択される）から選択され、
Ｒ^６ａ〜Ｒ^６ｄ、Ｒ^７ａ〜Ｒ^７ｄ、Ｒ^１６及びＲ^１７は、それぞれ独立して、水素、置換もしくは非置換の炭素数１〜３０のアルキル基、置換もしくは非置換の炭素数１〜３０のアルコキシ基、置換もしくは非置換の炭素数６〜３０のアリール基、置換もしくは非置換の炭素数３〜３０のヘテロアリール基、ハロゲン、シアノ基、又はこれらの組み合わせであり、
Ｒ^６ａ〜Ｒ^６ｄは、それぞれ独立して存在又は互いに隣接する２個が互いに連結されて縮合環を形成することができ、
Ｒ^７ａ〜Ｒ^７ｄは、それぞれ独立して存在又は互いに隣接する２個が互いに連結されて縮合環を形成することができる。）

一例として、化学式Ａ−２中のＡｒ^３は、ベンゼン、ナフチレン、アントラセン、チオフェン、セレノフェン、テルロフェン、ピリジン、ピリミジン、又はこれらの中から選択される２以上の縮合環であり得る。
一例として、ｎ型半導体は、有機物、無機物、又は有機−無機物である。
一例として、ｎ型半導体のＬＵＭＯエネルギー準位は、約３．６〜４．８ｅＶであり、上記の範囲内で約３．８〜４．６ｅＶ又は約３．９〜４．５ｅＶである。
一例として、ｎ型半導体は、例えば、チオフェン又はチオフェン誘導体、フラーレン又はフラーレン誘導体であるが、これらに限定されるものではない。

光電変換層３０は、ｐ型半導体とｎ型半導体がバルクヘテロ接合（ｂｕｌｋ ｈｅｔｅｒｏｊｕｎｃｔｉｏｎ）形態で混合された真性層（ｉｎｔｒｉｎｓｉｃ ｌａｙｅｒ：Ｉ層）であり得る。
このとき、ｐ型半導体とｎ型半導体は、約１：９〜９：１の体積（かさ）比で混合され、上記の範囲内で、例えば、約２：８〜８：２の体積（かさ）比で混合され、上記の範囲内で、例えば、約３：７〜７：３の体積（かさ）比で混合され、上記の範囲内で、例えば、約４：６〜６：４の体積（かさ）比で混合され、上記の範囲内で、例えば、約５：５の体積（かさ）比で混合される。
光電変換層３０は、前述したｐ型半導体を含むｐ型層と前述したｎ型半導体を含むｎ型層とを含む二重層を含む。
このとき、ｐ型層とｎ型層のかさ比は、約１：９〜９：１であり、上記の範囲内で、例えば、約２：８〜８：２、約３：７〜７：３、約４：６〜６：４、又は約５：５である。

光電変換層３０は、真性層以外にも、ｐ型層及び／又はｎ型層をさらに含む。
ｐ型層は、前述したｐ型半導体を含み、ｎ型層は、前述したｎ型半導体を含む。
例えば、ｐ型層／Ｉ層、Ｉ層／ｎ型層、ｐ型層／Ｉ層／ｎ型層など多様な組み合わせで含まれる。
光電変換層３０は、約１ｎｍ〜５００ｎｍの厚さを有し、上記の範囲内で、約５ｎｍ〜３００ｎｍの厚さを有する。
上記の範囲の厚さを有することによって、光を効果的に吸収し、正孔と電子を効果的に分離及び伝達することによって光電変換効率を効果的に改善することができる。

有機バッファー層４０は、第１電極１０と第２電極２０との間に配置され、第１電極１０と光電変換層３０との間に配置される。
一例として、有機バッファー層４０は、光電変換層３０に当接しており、例えば、有機バッファー層４０の一面は、光電変換層３０に当接しており、有機バッファー層４０の他面は第１電極１０に当接している。
有機バッファー層４０は、光電変換層３０から分離された第１電荷（例えば正孔）を第１電極１０側に効果的に抽出させるとともに、外部からの電圧印加時に第１電極１０から光電変換層３０に第２電荷（例えば電子）が逆に注入されることを遮断する。
これにより、光電変換素子１００の光電変換効率を高めると同時に暗電流（ｄａｒｋ ｃｕｒｒｅｎｔ）及び残留電子（ｒｅｍａｉｎｉｎｇ ｃｈａｒｇｅ ｃａｒｒｉｅｒｓ）を効果的に減らして、光電変換素子１００の電気的特性を改善させることができる。

有機バッファー層４０は、上述した物性を実現できる有機バッファー物質を含み得る。
一例として、有機バッファー物質のＨＯＭＯエネルギー準位は、光電変換層３０のｐ型半導体のＨＯＭＯエネルギー準位との差が小さく、例えば、有機バッファー物質のＨＯＭＯエネルギー準位とｐ型半導体のＨＯＭＯエネルギー準位の差は、約０．５ｅＶ以下であり、上記の範囲内で、約０〜０．５ｅＶ、約０〜０．４ｅＶ、約０〜０．３ｅＶ、約０〜０．２ｅＶ、又は約０〜０．１ｅＶである。
例えば、有機バッファー物質のＨＯＭＯエネルギー準位とｐ型半導体のＨＯＭＯエネルギー準位は、それぞれ約５．０〜６．０ｅＶである。
ここで、有機バッファー物質のＨＯＭＯエネルギー準位とｐ型半導体のＨＯＭＯエネルギー準位は、「ＡＣ−３」（Ｒｉｋｅｎ Ｋｅｉｋｉ Ｃｏ．，ＬＴＤ．製）を用いて薄膜にＵＶ光を照射してエネルギーにより放出される光電子量で評価することができる。

有機バッファー物質のＨＯＭＯエネルギー準位とｐ型半導体のＨＯＭＯエネルギー準位は、絶対値で表示し、有機バッファー物質のＨＯＭＯエネルギー準位とｐ型半導体のＨＯＭＯエネルギー準位の差は、絶対値の大きい値から絶対値の小さい値を引いた値である。
一例として、有機バッファー物質のＬＵＭＯエネルギー準位は、光電変換層３０のｎ型半導体のＬＵＭＯエネルギー準位との差が比較的大きく、これにより、第２電荷（例えば電子）が光電変換層３０に注入されることを遮断するに十分なエネルギー障壁（ｅｎｅｒｇｙ ｂａｒｒｉｅｒ）を形成することができる。

例えば、有機バッファー物質のＬＵＭＯエネルギー準位とｎ型半導体のＬＵＭＯエネルギー準位の差は、約１．２ｅＶ以上であり、上記の範囲内で約１．３ｅＶ以上、約１．４ｅＶ以上、約１．５ｅＶ以上、約１．６ｅＶ以上、約１．７ｅＶ以上、約１．９ｅＶ以上、約２．０ｅＶ以上、約２．１ｅＶ以上又は約２．３ｅＶ以上であり、上記の範囲内で約１．２ｅＶ〜４．０ｅＶ、約１．２ｅＶ〜３．８ｅＶ、約１．２ｅＶ〜３．６ｅＶ、約１．３ｅＶ〜４．０ｅＶ、約１．３ｅＶ〜３．８ｅＶ、約１．３ｅＶ〜３．６ｅＶ、約１．４ｅＶ〜４．０ｅＶ、約１．４ｅＶ〜３．８ｅＶ、約１．４ｅＶ〜３．６ｅＶ、約１．５ｅＶ〜４．０ｅＶ、約１．５ｅＶ〜３．８ｅＶ、約１．５ｅＶ〜３．６ｅＶ、約１．６ｅＶ〜４．０ｅＶ、約１．６ｅＶ〜３．８ｅＶ、約１．６ｅＶ〜３．６ｅＶ、約１．７ｅＶ〜４．０ｅＶ、約１．７ｅＶ〜３．８ｅＶ、約１．７ｅＶ〜３．６ｅＶ、約１．９ｅＶ〜４．０ｅＶ、約１．９ｅＶ〜３．８ｅＶ、約１．９ｅＶ〜３．６ｅＶ、約２．０ｅＶ〜４．０ｅＶ、約２．０ｅＶ〜３．８ｅＶ、約２．０ｅＶ〜３．６ｅＶ、約２．１ｅＶ〜４．０ｅＶ、約２．１ｅＶ〜３．８ｅＶ、約２．１ｅＶ〜３．６ｅＶ、約２．３ｅＶ〜４．０ｅＶ、約２．３ｅＶ〜３．８ｅＶ、又は約２．３ｅＶ〜３．６ｅＶである。

例えば、有機バッファー物質のＬＵＭＯエネルギー準位は、約３．０ｅＶ以下であり、上記の範囲内で約２．９ｅＶ以下、約２．８ｅＶ以下、約２．７ｅＶ以下、約２．６ｅＶ以下、約２．５ｅＶ以下、約２．４ｅＶ以下又は約２．３ｅＶ以下であり、上記の範囲内で約１．１ｅＶ〜３．０ｅＶ、約１．１ｅＶ〜２．９ｅＶ、約１．１ｅＶ〜２．８ｅＶ、約１．１ｅＶ〜２．７ｅＶ、約１．１ｅＶ〜２．６ｅＶ、約１．１ｅＶ〜２．５ｅＶ、約１．１ｅＶ〜２．４ｅＶ、約１．１ｅＶ〜２．３ｅＶ、約１．２ｅＶ〜３．０ｅＶ、約１．２ｅＶ〜２．９ｅＶ、約１．２ｅＶ〜２．８ｅＶ、約１．２ｅＶ〜２．７ｅＶ、約１．２ｅＶ〜２．６ｅＶ、約１．２ｅＶ〜２．５ｅＶ、約１．２ｅＶ〜２．４ｅＶ、又は約１．２ｅＶ〜２．３ｅＶである。

ここで、有機バッファー物質のＬＵＭＯエネルギー準位とｎ型半導体のＬＵＭＯエネルギー準位は、「ＵＶ−Ｖｉｓ ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｅｒ」（Ｓｈｉｍａｄｚｕ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ製）を用いてエネルギーバンドギャップを得た後、エネルギーバンドギャップとすでに測定したＨＯＭＯエネルギー準位からＬＵＭＯエネルギー準位を計算して得られる。
有機バッファー物質のＬＵＭＯエネルギー準位とｎ型半導体のＬＵＭＯエネルギー準位は、絶対値で表示し、有機バッファー物質のＬＵＭＯエネルギー準位とｎ型半導体のＬＵＭＯエネルギー準位の差は、絶対値の大きい値から絶対値の小さい値を引いた値である。
一例として、有機バッファー物質のエネルギーバンドギャップは、約２．８ｅＶ以上であり、上記の範囲内で約３．０ｅＶ以上、約３．２ｅＶ以上、約２．８ｅＶ〜４．０ｅＶ、約３．０〜４．０ｅＶ又は約３．２ｅＶ〜４．０ｅＶである。

一例として、有機バッファー物質は可視光非吸収物質である。
可視光非吸収物質は、約４００ｎｍ〜７００ｎｍの可視光線領域の光を実質的に吸収しない物質である。
これにより、有機バッファー層によって光電変換素子１００の光学的特性に影響を与えない。
一例として、有機バッファー物質は、低分子化合物であって、例えば蒸着性有機化合物である。
例えば、有機バッファー物質は、１Ｐａ以下の圧力で熱重量分析（ｔｈｅｒｍｏｇｒａｖｉｍｅｔｒｉｃ ａｎａｌｙｓｉｓ）時に初期重量に対して１０％の重量減少が生じる温度（Ｔｓ_１０）は、約１８０〜４５０℃、約１９０〜４５０℃、約２００〜４５０℃、約２１０〜４５０℃、又は約２２０〜４５０℃であり、初期重量に対して５０％の重量減少が生じる温度（Ｔｓ_５０）は約２００〜５００℃、約２２０〜５００℃、又は約２５０〜５００℃である。
このような高い耐熱性を有することによって有機バッファー物質は安定して繰り返し蒸着され、後続高温工程で劣化せず良好な性能を維持することができる。

有機バッファー物質は、上述した電気的、光学的、及び熱的特性を満たす化合物から選択される。
一例として、有機バッファー物質は、少なくとも３個のカルバゾールモイエティを含む。
一例として、有機バッファー物質は、３個のカルバゾールモイエティを含む。

一例として、有機バッファー物質は、下記に示す化学式１で表される。

（上記化学式１中、
Ｌ^１〜Ｌ^３は、それぞれ独立して、置換もしくは非置換の炭素数６〜２０のアリーレン基であり、
Ｒ^１〜Ｒ^７は、それぞれ独立して、水素、置換もしくは非置換の炭素数１〜３０のアルキル基、置換もしくは非置換の炭素数１〜３０のアルコキシ基、置換もしくは非置換の炭素数６〜２０のアリール基、置換もしくは非置換の炭素数３〜２０のヘテロアリール基、置換もしくは非置換のカルバゾリル基、ハロゲン、シアノ基、又はこれらの組み合わせであり、
Ｒ^１〜Ｒ^３の内の少なくとも２つは、置換もしくは非置換のカルバゾリル基であり、
ｍ_１〜ｍ_３は、それぞれ独立して、０又は１である。）

一例として、Ｌ^１〜Ｌ^３は、それぞれ独立して、置換もしくは非置換のフェニレン基、置換もしくは非置換のビフェニレン基、置換もしくは非置換のナフチレン基又は置換もしくは非置換のターフェニレン基であり得る。
一例として、Ｌ^１〜Ｌ^３は、それぞれ独立して、置換もしくは非置換のフェニレン基、置換もしくは非置換のビフェニレン基又は置換もしくは非置換のナフチレン基であり得る。
一例として、Ｌ^１〜Ｌ^３は、それぞれ独立して、置換もしくは非置換のフェニレン基又は置換もしくは非置換のビフェニレン基であり得る。
一例として、ｍ_１〜ｍ_３は、それぞれ独立して０である。
一例として、ｍ_１〜ｍ_３の内のいずれか１つは、１であり、他の２つは０である。
一例として、ｍ_１〜ｍ_３の内のいずれか２つは、１であり、他の１つは０である。
一例として、ｍ_１〜ｍ_３は、それぞれ独立して１である。

一例として、Ｒ^１〜Ｒ^３の内の２つは、置換もしくは非置換のカルバゾリル基であり得る。
一例として、Ｒ^１〜Ｒ^３の内の２つは、置換もしくは非置換のカルバゾリル基であり、Ｒ^１〜Ｒ^３の残りの１つは、水素、置換もしくは非置換のフェニル基、置換もしくは非置換のビフェニル基又は置換もしくは非置換のナフチル基である。
一例として、Ｒ^１〜Ｒ^３の内の２つは、置換もしくは非置換のカルバゾリル基であり、Ｒ^１〜Ｒ^３の残りの１つは、置換もしくは非置換のフェニル基である。
一例として、Ｒ^１、Ｒ^２、及びＲ^３は、それぞれ独立して、置換もしくは非置換のカルバゾリル基であり得る。
一例として、Ｒ^１、Ｒ^２、及びＲ^３は、それぞれ独立して、置換もしくは非置換のカルバゾリル基であり、Ｒ^２及びＲ^３の内の残りの１つは、水素、置換もしくは非置換のフェニル基、置換もしくは非置換のビフェニル基又は置換もしくは非置換のナフチル基である。

一例として、Ｒ^１、Ｒ^２、及びＲ^３は、それぞれ独立して、置換もしくは非置換のカルバゾリル基であり、Ｒ^２及びＲ^３の内の残りの１つは、水素又は置換もしくは非置換のフェニル基である。
一例として、Ｒ^２及びＲ^３は、それぞれ独立して、置換もしくは非置換のカルバゾリル基であり得る。
一例として、Ｒ^２及びＲ^３は、それぞれ独立して、置換もしくは非置換のカルバゾリル基であり、Ｒ^１は、水素、置換もしくは非置換のフェニル基、置換もしくは非置換のビフェニル基又は置換もしくは非置換のナフチル基である。
一例として、Ｒ^２及びＲ^３は、それぞれ独立して、置換もしくは非置換のカルバゾリル基であり、Ｒ^１は置換もしくは非置換のフェニル基である。

一例として、化学式１で表される有機バッファー物質は、下記に示す化学式１Ａ〜１Ｃのいずれか１つで表される。

（上記化学式１Ａ〜１Ｃ中のＬ^１〜Ｌ^３、Ｒ^１、Ｒ^４〜Ｒ^１７及びｍ_１〜ｍ_３は、上述した通りである。）

一例として、Ｒ^１及びＲ^４〜Ｒ^１７は、それぞれ独立して、水素、置換もしくは非置換のフェニル基、置換もしくは非置換のビフェニル基又は置換もしくは非置換のナフチル基である。
一例として、Ｒ^１及びＲ^４〜Ｒ^１７は、それぞれ独立して、水素又は置換もしくは非置換のフェニル基である。
一例として、Ｒ^１、Ｒ^４〜Ｒ^１７、及びＬ^１〜Ｌ^３の内の３つは、置換もしくは非置換のフェニル基又は置換もしくは非置換のフェニレン基である。

例えば、Ｒ^１及びＲ^４〜Ｒ^１７の内の３つは、置換もしくは非置換のフェニル基であり、Ｒ^１及びＲ^４〜Ｒ^１７の内の残りは、水素であり、Ｌ^１〜Ｌ^３は、それぞれ独立して、置換もしくは非置換のフェニレン基であり、ｍ_１〜ｍ_３は、それぞれ０である。
例えば、Ｒ^１及びＲ^４〜Ｒ^１７の内の２つは、置換もしくは非置換のフェニル基であり、Ｒ^１及びＲ^４〜Ｒ^１７の内の残りは、水素であり、Ｌ^１〜Ｌ^３はそれぞれ独立して、置換もしくは非置換のフェニレン基であり、ｍ_１〜ｍ_３の内の１つは、１であり、残りの２つは、０である。
例えば、Ｒ^１及びＲ^４〜Ｒ^１７の内の１つは、置換もしくは非置換のフェニル基であり、Ｒ^１及びＲ^４〜Ｒ^１７の内の残りは、水素であり、Ｌ^１〜Ｌ^３は、それぞれ独立して、置換もしくは非置換のフェニレン基であり、ｍ_１〜ｍ_３の内の２つは、１であり、残りの１つは、０である。

一例として、化学式１で表される有機バッファー物質は、下記に示す化学式１Ｄ〜１Ｇのいずれか１つで表される。

（上記化学式１Ｄ〜１Ｇ中のＬ^１〜Ｌ^３、Ｒ^２、Ｒ^４〜Ｒ^１７及びｍ_１〜ｍ_３は、上述した通りである。）

一例として、Ｒ^２及びＲ^４〜Ｒ^１７は、それぞれ独立して、水素、置換もしくは非置換のフェニル基、置換もしくは非置換のビフェニル基又は置換もしくは非置換のナフチル基である。
一例として、Ｒ^２及びＲ^４〜Ｒ^１７は、それぞれ独立して、水素又は置換もしくは非置換のフェニル基である。
一例として、Ｒ^２、Ｒ^４〜Ｒ^１７、及びＬ^１〜Ｌ^３の内の３つは、置換もしくは非置換のフェニル基又は置換もしくは非置換のフェニレン基である。

例えば、Ｒ^２及びＲ^４〜Ｒ^１７の内の３つは、置換もしくは非置換のフェニル基であり、Ｒ^２及びＲ^４〜Ｒ^１７の内の残りは、水素であり、Ｌ^１〜Ｌ^３は、それぞれ独立して、置換もしくは非置換のフェニレン基であり、ｍ_１〜ｍ_３は、それぞれ０である。
例えば、Ｒ^２及びＲ^４〜Ｒ^１７の内の２つは、置換もしくは非置換のフェニル基であり、Ｒ^２及びＲ^４〜Ｒ^１７の内の残りは、水素であり、Ｌ^１〜Ｌ^３は、それぞれ独立して、置換もしくは非置換のフェニレン基であり、ｍ_１〜ｍ_３の内の１つは、１であり、残りの２つは、０である。
例えば、Ｒ^２及びＲ^４〜Ｒ^１７の内の１つは、置換もしくは非置換のフェニル基であり、Ｒ^２及びＲ^４〜Ｒ^１７の内の残りは、水素であり、Ｌ^１〜Ｌ^３は、それぞれ独立して、置換もしくは非置換のフェニレン基であり、ｍ_１〜ｍ_３の内の２つは、１であり、残りの１つは、０である。

一例として、化学式１Ｄで表される有機バッファー物質は、下記に示す化学式１Ｄ−１で表される。

（上記化学式１Ｄ−１中、
Ｌ^１及びＬ^３は、それぞれ独立して、置換もしくは非置換の炭素数６〜２０のアリーレン基であり、
Ｒ^４〜Ｒ^１５は、それぞれ独立して、水素、置換もしくは非置換の炭素数１〜３０のアルキル基、置換もしくは非置換の炭素数１〜３０のアルコキシ基、置換もしくは非置換の炭素数６〜２０のアリール基、置換もしくは非置換の炭素数３〜２０のヘテロアリール基、置換もしくは非置換のカルバゾリル基、ハロゲン、シアノ基、又はこれらの組み合わせである。）

一例として、Ｒ^４〜Ｒ^１５は、それぞれ独立して、水素、置換もしくは非置換のフェニル基、置換もしくは非置換のビフェニル基又は置換もしくは非置換のナフチル基である。
一例として、Ｌ^１〜Ｌ^３は、それぞれ独立して、置換もしくは非置換のフェニレン基、置換もしくは非置換のビフェニレン基又は置換もしくは非置換のナフチレン基である。
一例として、上記化学式１Ｄ−１で表される有機バッファー物質は、３個のフェニルモイエティを含む。
一例として、有機バッファー物質は、３個のカルバゾールモイエティと３個のフェニルモイエティを含む。
ここでフェニルモイエティは、フェニル基とフェニレン基を含む。

一例として、有機バッファー物質は、下記に示す化学式１−１で表される。

（上記化学式１−１中、
Ｌ^２及びＬ^３は、それぞれフェニル基であり、
ｍ_２とｍ_３は、０又は１であり、
Ｒ^２及びＲ^３は、それぞれ独立して、カルバゾリル基又はフェニルに置換されたカルバゾリル基であり、例えば、それぞれ独立して、下記グループ１に列記された基の内の１つである。）

（上記グループ１中の＊は、連結地点である。）
化学式１−１に含まれているフェニルモイエティの数は、３個である。

一例として、化学式１で表される有機バッファー物質は、下記に示す化学式１−２又は１−３で表される。

（上記化学式１−２又は１−３中、
Ｌ^３は、フェニル基であり、
ｍ_３は、０又は１であり、
Ｒ^１及びＲ^３は、それぞれ独立して、カルバゾリル基又はフェニルに置換されたカルバゾリル基であり、例えば、それぞれ独立して、前記グループ１に列記された基の内の１つである。）
上記化学式１−２又は１−３に含まれているフェニルモイエティの数は、３個である。

一例として、化学式１で表される有機バッファー物質は、下記に示す化学式１−４で表される。

（上記化学式１−４中、
Ｌ^１及びＬ^３は、それぞれ独立して、フェニル基であり、
ｍ_１及びｍ_３は、それぞれ独立して、０又は１であり、
Ｒ^１及びＲ^３は、それぞれ独立して、カルバゾリル基又はフェニルに置換されたカルバゾリル基であり、例えば、それぞれ独立して、前記グループ１に列記された基の内の１つである。）
化学式１−４に含まれているフェニルモイエティの数は、３個である。

一例として、有機バッファー物質は、下記に示す化学式１−２−１又は１−３−１で表される。

（上記化学式１−２−１又は１−３−１中、
Ｒ^８及びＲ^１２は、それぞれ独立して、水素又はフェニル基である。）

有機バッファー物質の分子量は、約６００〜９００ｇ／ｍｏｌであり、上記の範囲内で約７００〜８００ｇ／ｍｏｌである。

有機バッファー物質は、例えば下記に示すグループ２に列記された化合物の中から選択される１つ又は２つ以上であるが、これらに限定されるものではない。

光電変換素子１００は、第１電極１０と光電変換層３０との間に１つ以上の補助層（図示せず）をさらに含むことができる。
補助層は、第１電極１０と有機バッファー層４０の間及び／又は光電変換層３０と有機バッファー層４０の間に配置される。
補助層は有機物、無機物及び／又は有機−無機物を含むことができる。
光電変換素子１００は、第１電極１０又は第２電極２０の一面に反射防止層（図示せず）をさらに含むことができる。
反射防止層は、光が入射される側に配置して入射光の反射度を下げることによって光吸収度をさらに改善することができる。
例えば、第１電極１０側に光が入射される場合反射防止層は、第１電極１０の一面に配置し、第２電極２０側に光が入射される場合反射防止層は第２電極２０の一面に配置する。

反射防止層は、例えば、約１．６〜２．５の屈折率を有する物質を含むことができ、例えば、上記の範囲の屈折率を有する金属酸化物、金属硫化物及び有機物の内の少なくとも１つを含むことができる。
反射防止層としては、例えば、アルミニウム含有酸化物、モリブデン含有酸化物、タングステン含有酸化物、バナジウム含有酸化物、レニウム含有酸化物、ニオブ含有酸化物、タンタル含有酸化物、チタン含有酸化物、ニッケル含有酸化物、銅含有酸化物、コバルト含有酸化物、マンガン含有酸化物、クロム含有酸化物、テルル含有酸化物、又はこれらの組み合わせなどの金属酸化物、亜鉛スルフィドなどの金属硫化物、又はアミン誘導体などの有機物を含むことができるが、これらに限定されるものではない。

光電変換素子１００は、第１電極１０又は第２電極２０側から光が入射されて、光電変換層３０が所定の波長領域の光を吸収すると内部でエキシトンが生成される。
エキシトンは、光電変換層３０で正孔と電子に分離し、分離された正孔は第１電極１０と第２電極２０の内の一方のアノード側に移動し、分離された電子は第１電極１０と第２電極２０の内の他方のカソード側に移動して電流が流れるようになる。
以下、本発明の他の実施形態による光電変換素子について説明する。

図２は、本発明の一実施形態による光電変換素子の概略構成の他の例を示す断面図である。
図２を参照すると、本実施形態による光電変換素子１００は、上記実施形態と同様に、第１電極１０、第２電極２０、光電変換層３０、及び有機バッファー層４０を含む。
しかし、本実施形態による光電変換素子１００は、上記実施形態とは異なり、第２電極２０と光電変換層３０との間に無機バッファー層５０をさらに含む。
無機バッファー層５０は、光電変換層３０で分離された電荷（例えば電子）の移動を容易にして効率を高めることができる。

無機バッファー層５０は、例えば、ランタノイド元素、カルシウム（Ｃａ）、カリウム（Ｋ）、アルミニウム（Ａｌ）、又はこれらの合金を含み得る。
ランタノイド元素は、例えば、イッテルビウム（Ｙｂ）を含む。
無機補助層は、例えば、約５ｎｍ以下の厚さを有する。
光電変換素子１００は、第２電極２０と光電変換層３０との間に１つ以上の補助層（図示せず）をさらに含み得る。
補助層は、第２電極２０と無機バッファー層５０との間及び／又は光電変換層３０と無機バッファー層５０との間に配置される。
補助層は、有機物、無機物及び／又は有機−無機物を含み得る。

光電変換素子１００は、例えばセンサに適用することができ、センサは、例えばイメージセンサである。
光電変換素子１００が適用されるイメージセンサは、上述のように改善された光学的電気的特性を有し、残留電荷によるイメージ残像を減らすことによって高速撮影に適したイメージセンサに適用され得る。
以下、上述した素子を適用したイメージセンサの一例について図面を参照して説明する。
ここでは、イメージセンサの一例として、有機ＣＭＯＳイメージセンサについて説明する。

図３は、本発明の一実施形態によるイメージセンサの概略構成の一例を示す断面図である。
図３を参照すると、本発明の一実施形態によるイメージセンサ３００は、半導体基板１１０、絶縁層８０、光電変換素子１００及び色フィルター層７０を含む。

半導体基板１１０は、シリコン基板であり、伝送トランジスタ（図示せず）及び電荷貯蔵所１５５が集積されている。
伝送トランジスタ及び／又は電荷貯蔵所１５５は各画素ごとに集積されている。
電荷貯蔵所１５５は、光電変換素子１００と電気的に接続されている。
また、半導体基板１１０の上には金属配線（図示せず）及びパッド（図示せず）が形成される。
金属配線及びパッドは、信号遅延を減らすために低い比抵抗を有する金属、例えばアルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）、銀（Ａｇ）、及びこれらの合金で作られるが、これらに限定されるものではない。

金属配線及びパッドの上には絶縁層８０が形成される。
絶縁層８０は、酸化ケイ素及び／又は窒化ケイ素などの無機絶縁物質、又はＳｉＣ、ＳｉＣＯＨ、ＳｉＣＯ、及びＳｉＯＦなどの低誘電率（ｌｏｗ Ｋ）物質で作られる。
絶縁層８０は、電荷貯蔵所１５５を露出するトレンチ８５を有する。
トレンチ８５は、充填材で満たされている。

絶縁層８０の上には上述した光電変換素子１００が形成される。
光電変換素子１００は、図１又は図２に示す構造であり、具体的な説明は上述した通りである。
光電変換素子１００の第１電極１０及び第２電極２０の内の一方は、受光電極であり、光電変換素子１００の第１電極１０及び第２電極２０の内の他方は、電荷貯蔵所１５５と連結されている。
光電変換素子１００の上には色フィルター層７０が形成される。
色フィルター層７０は、青色画素に形成されている青色フィルター７０ａ、赤色画素に形成されている赤色フィルター７０ｂ、及び緑色画素に形成されている緑色フィルター７０ｃを含む。
しかし、これらに限定されず、シアンフィルター、マゼンタフィルター及び／又はイエローフィルターを代わりとして、又は追加的に含むことができる。
光電変換素子１００と色フィルター層７０との間には絶縁膜１８０が形成される。
絶縁膜１８０は省略することができる。
色フィルター層７０の上には集光レンズ（図示せず）がさらに形成される。
集光レンズは、入射光の方向を制御して光を１つの地点に集められる。
集光レンズは、例えば、シリンダー状又は半球状であるが、これに限定されるものではない。

図４は、本発明の一実施形態によるイメージセンサの一例を示す斜視図であり、図５は、図４のイメージセンサの概略構成の一例を示す断面図である。
図４及び図５を参照すると、本発明の一実施形態によるイメージセンサ４００は、光感知素子（１５０ａ、１５０ｂ）、伝送トランジスタ（図示せず）及び電荷貯蔵所１５５が集積されている半導体基板１１０、下部絶縁層６０、色フィルター層７０、上部絶縁層８０、及び光電変換素子１００を含む。

半導体基板１１０は、シリコン基板であり、光感知素子（１５０ａ、１５０ｂ）、伝送トランジスタ（図示せず）及び電荷貯蔵所１５５が集積されている。
光感知素子（１５０ａ、１５０ｂ）は、フォトダイオード（ｐｈｏｔｏ ｄｉｏｄｅ）である。
光感知素子（１５０ａ、１５０ｂ）、伝送トランジスタ及び／又は電荷貯蔵所１５５は各画素ごとに集積されており、一例として、図面から見られるように、光感知素子（１５０ａ、１５０ｂ）は、青色画素及び赤色画素にそれぞれ含まれ、電荷貯蔵所１５５は緑色画素に含まれる。
光感知素子（１５０ａ、１５０ｂ）は、光をセンシングし、センシングされた情報は伝送トランジスタによって伝えられ、電荷貯蔵所１５５は光電変換素子１００に電気的に接続されており、電荷貯蔵所１５５の情報は伝送トランジスタによって伝えられる。

また、半導体基板１１０の上には金属配線（図示せず）及びパッド（図示せず）が形成される。
金属配線及びパッドは、信号遅延を減らすために低い比抵抗を有する金属、例えばアルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）、銀（Ａｇ）及びこれらの合金で作られるが、これらに限定されるものではない。
しかし、上記構造に限定されず、金属配線及びパッドが光感知素子（１５０ａ、１５０ｂ）の下部に位置することもできる。
金属配線及びパッドの上には下部絶縁層６０が形成される。
下部絶縁層６０は、酸化ケイ素及び／又は窒化ケイ素などの無機絶縁物質、又はＳｉＣ、ＳｉＣＯＨ、ＳｉＣＯ、及びＳｉＯＦなどの低誘電率（ｌｏｗ Ｋ）物質で作られる。
下部絶縁層６０は、電荷貯蔵所１５５を露出するトレンチを有する。
トレンチは充填材で満たされている。

下部絶縁膜６０の上には色フィルター層７０が形成される。
色フィルター層７０は、青色画素に形成されている青色フィルター７０ａと、赤色画素に形成されている赤色フィルター７０ｂとを含む。
しかし、これに限定されず、シアンフィルター、マゼンタフィルター及び／又はイエローフィルターを代わりとして、又は追加的に含むことができる。
本実施形態では緑色フィルターを備えていない例について説明するが、場合によっては緑色フィルターを備えることもできる。

色フィルター層７０の上には上部絶縁層８０が形成される。
上部絶縁層８０は、色フィルター層７０による段差を除去し平坦化する。
上部絶縁層８０及び下部絶縁層６０は、パッドを露出する接触孔（図示せず）と緑色画素の電荷貯蔵所１５５を露出するトレンチ８５を有する。
上部絶縁層８０の上には光電変換素子１００が形成される。
光電変換素子１００は、図１又は図２に示す構造であり、具体的な説明は上述した通りである。
光電変換素子１００の第１電極１０及び第２電極２０の内の一方は、受光電極であり、光電変換素子１００の第１電極１０及び第２電極２０の内の他方は、電荷貯蔵所１５５と接続されている。
光電変換素子１００の上には集光レンズ（図示せず）がさらに形成される。
集光レンズは、入射光の方向を制御して光を１つの地点に集められる。
集光レンズは、例えばシリンダー状又は半球状であるが、これに限定されるものではない。

図６は、図４のイメージセンサの概略構成の他の例を示す断面図である。
図６を参照すると、本実施形態によるイメージセンサ５００は、上述した実施形態と同様に、光感知素子（１５０ａ、１５０ｂ）、伝送トランジスタ（図示せず）及び電荷貯蔵所１５５が集積されている半導体基板１１０、下部絶縁層６０、色フィルター層７０、上部絶縁層８０、及び光電変換素子１００を含む。

しかし、本実施形態によるイメージセンサ５００は上述した実施形態とは異なり、光感知素子（１５０ａ、１５０ｂ）が垂直方向に積層されており、色フィルター層７０は省略される。
光感知素子（１５０ａ、１５０ｂ）は、電荷貯蔵所（図示せず）と電気的に接続されており、伝送トランジスタによって伝えられる。
光感知素子（１５０ａ、１５０ｂ）は、積層深さにより各波長領域の光を選択的に吸収する。
光電変換素子１００は、図１又は図２に示す構造であり、具体的な説明は上述した通りである。
光電変換素子１００の第１電極１０及び第２電極２０の内の一方は、受光電極であり、光電変換素子１００の第１電極１０及び第２電極２０の内の他方は、電荷貯蔵所１５５と接続されている。

図７は、本発明の一実施形態によるイメージセンサの他の例を示す斜視図であり、図８は、図７のイメージセンサの概略構成の一例を示す断面図である。
本実施形態によるイメージセンサ６００は、緑色波長領域の光を選択的に吸収する緑色素子、青色波長領域の光を選択的に吸収する青色素子、及び赤色波長領域の光を選択的に吸収する赤色素子が積層されている構造である。

本実施形態によるイメージセンサ６００は、半導体基板１１０、下部絶縁層６０、中間絶縁層６５、上部絶縁層８０、第１光電変換素子１００ａ、第２光電変換素子１００ｂ、及び第３光電変換素子１００ｃを含む。
半導体基板１１０は、シリコン基板であり、伝送トランジスタ（図示せず）及び電荷貯蔵所（１５５ａ、１５５ｂ、１５５ｃ）が集積されている。
半導体基板１１０の上には金属配線（図示せず）及びパッド（図示せず）が形成されており、金属配線及びパッドの上には下部絶縁層６０が形成されている。
下部絶縁層６０の上には第１光電変換素子１００ａ、第２光電変換素子１００ｂ、及び第３光電変換素子１００ｃが順次形成されている。

第１、第２、及び第３光電変換素子（１００ａ、１００ｂ、１００ｃ）は、それぞれ独立して図１又は図２に示す構造であり、具体的な説明は上述した通りである。
第１、第２、及び第３光電変換素子（１００ａ、１００ｂ、１００ｃ）の第１電極１０及び第２電極２０の内の一方は、受光電極であり、第１、第２、及び第３光電変換素子（１００ａ、１００ｂ、１００ｃ）の第１電極１０及び第２電極２０の内の他方は、電荷貯蔵所（１５５ａ、１５５ｂ、１５５ｃ）と接続されている。
第１光電変換素子１００ａは、赤色、青色、及び緑色の内のいずれか１つの波長領域の光を選択的に吸収して光電変換する。
例えば、第１光電変換素子１００ａは赤色光電変換素子である。
第１光電変換素子１００ａの上には中間絶縁層６５が形成される。

中間絶縁層６５の上には第２光電変換素子１００ｂが形成される。
第２光電変換素子１００ｂは、赤色、青色、及び緑色の内のいずれか１つの波長領域の光を選択的に吸収して光電変換する。
例えば、第２光電変換素子１００ｂは青色光電変換素子である。
第２光電変換素子１００ｂの上には上部絶縁層８０が形成される。
下部絶縁層６０、中間絶縁層６５、及び上部絶縁層８０は、電荷貯蔵所（１５５ａ、１５５ｂ、１５５ｃ）を露出する複数のトレンチ（８５ａ、８５ｂ、８５ｃ）を有する。
上部絶縁層８０の上には第３光電変換素子１００ｃが形成される。
第３光電変換素子１００ｃは、赤色、青色、及び緑色の内のいずれか１つの波長領域の光を選択的に吸収して光電変換する。
例えば、第３光電変換素子１００ｃは緑色光電変換素子である。

第３光電変換素子１００ｃの上には集光レンズ（図示せず）がさらに形成される。
集光レンズは、入射光の方向を制御して光を１つの地点に集められる。
集光レンズは、例えばシリンダー状又は半球状であるが、これに限定されるものではない。
図面では第１光電変換素子１００ａ、第２光電変換素子１００ｂ、及び第３光電変換素子１００ｃが順次積層された構造を示したが、これに限定されず、積層順序は多様に変更可能である。
上記のように互いに異なる波長領域の光を吸収する第１光電変換素子１００ａ、第２光電変換素子１００ｂ、及び第３光電変換素子１００ｃが積層された構造を有することで、イメージセンサのサイズをさらに縮小してイメージセンサの小型化を実現することができる。

図９は、本発明の一実施形態によるイメージセンサの他の例を示す斜視図であり、図１０は、図９のイメージセンサの概略構成の一例を示す断面図である。
図９及び図１０を参照すると、イメージセンサ１１００は、半導体基板１１０の上に配置される光電変換素子９０を含み、光電変換素子９０は、複数の光電変換素子（９０−１、９０−２、９０−３）を含む。
複数の光電変換素子（９０−１、９０−２、９０−３）は、互いに異なる波長領域の光（例えば青色光、緑色光又は赤色光）を電気的信号に変換する。

図１０を参照すると、複数の光電変換素子（９０−１、９０−２、９０−３）は、半導体基板１１０上で水平方向に並んで配列されており、半導体基板１１０の表面１１０ａに平行に延長された方向に互いに部分的又は全体的に重なっている。
各光電変換素子（９０−１、９０−２、９０−３）は、トレンチ８５を通して半導体基板１１０内に集積された電荷貯蔵所１５５に接続されている。
各光電変換素子（９０−１、９０−２、９０−３）は、上述した光電変換素子（１００、２００）の内の１つである。

一例として、２つ以上の光電変換素子（９０−１、９０−２、９０−３）は、光電変換素子（９０−１、９０−２、９０−３）の間で連続して延長する共通の連続層の異なる部分を含む。
一例として、複数の光電変換素子（９０−１、９０−２、９０−３）は、共通の第１電極１０及び／又は共通の第２電極２０を共有する。
一例として、２つ以上の光電変換素子（９０−１、９０−２、９０−３）は、入射光の異なる波長領域の光を吸収できる異なる光電変換層３０を有する。
イメージセンサ１１００のその他の構造は、図３〜図８で説明したイメージセンサの内の１つ以上と同じである。

図１１は、本発明の一実施形態によるイメージセンサの概略構成の他の例を示す断面図である。
図１１を参照すると、イメージセンサ１２００は、半導体基板１１０と半導体基板１１０の上に積層されている光電変換素子（９０−１、９１）とを含む。
光電変換素子９１は、複数の光電変換素子（９０−２、９０−３）を含み、複数の光電変換素子（９０−２、９０−３）は、半導体基板１１０の表面１１０ａに平行に延長された方向に重畳するように配列される。

複数の光電変換素子（９０−１、９０−２、９０−３）は、互いに異なる波長領域の光（例えば青色光、緑色光又は赤色光）を電気的信号に光電変換する。
一例として、光電変換素子（９０−１）は、互いに異なる波長領域の光を吸収できる水平方向に配列された複数の光電変換素子を含む。
一例として、光電変換素子９１は、青色光、緑色光、及び赤色光から選択される１つの波長領域の光を光電変換する。
一例として、光電変換素子９１は、光電変換素子（９０−１）と全体的又は部分的に重なっている。
イメージセンサ１２００のその他の構造は、図３〜図８で説明したイメージセンサの内の１つ以上と同じである。

図１２は、本発明の一実施形態によるイメージセンサの概略構成の他の例を示す断面図である。
図１２を参照すると、イメージセンサ１３００は、光感知素子（１５０ａ、１５０ｂ）、伝送トランジスタ（図示せず）、及び電荷貯蔵所１５５が集積している半導体基板１１０、半導体基板１１０の上部に位置する上部絶縁層８０及び色フィルター層７０、半導体基板１１０の下部に位置する下部絶縁層６０及び光電変換素子９０を含む。

光電変換素子９０は、上述した光電変換素子（１００、２００）である。
図１２において、光電変換素子９０は、半導体基板１１０の下部に配置されることで、光感知素子（１５０ａ、１５０ｂ）に対して光電変換素子９０と色フィルター層７０は分離して配置される。
イメージセンサ１３００のその他の構造は、図３〜図８で説明したイメージセンサの内の１つ以上と同じである。
上述した光電変換素子及びセンサは、それぞれ多様な電子装置に適用され、例えば、携帯電話、カメラ、生体認識装置及び／又は自動車電装部品などに適用され得るが、これらに限定されるものではない。

図１３は、本発明の一実施形態による電子装置の概略構成を示すブロック図である。
図１３を参照すると、電子装置１７００は、バス（ｂｕｓ）１７１０を介して互いに電気的に接続されたプロセッサー１７２０、メモリ１７３０、及びイメージセンサ１７４０を含む。
イメージセンサ１７４０は、上述した実施形態によるいずれか１つである。
非一時的なコンピュータ読取可能媒体であるメモリ１７３０では指示プログラムを保存する。
プロセッサー１７２０は、１つ以上の機能を行うために保存された指示プログラムを実行する。
一例として、プロセッサー１７２０は、イメージセンサ１７４０によって生成された電気的信号を処理する。
プロセッサー１７２０は、このような処理に基づいて出力（例えば、ディスプレイインターフェース上に表示されるイメージ）を生成することができる。

以下、実施例を通じて上述した実施形態をより詳細に説明する。
但し、下記の実施例は、単に説明のためのものであって、本発明の権利範囲を制限するものではない。

＜＜合成例＞＞
＜合成例１：化合物１−１の合成＞

２，６−ｄｉｂｒｏｍｏ−９−ｐｈｅｎｙｌ−９Ｈ−ｃａｒｂａｚｏｌｅ（１０．０６ｇ（２５．１ｍｍｏｌ））、９−ｐｈｅｎｙｌ−３−（４，４，５，５−ｔｅｔｒａｍｅｔｈｙｌ−１，３，２−ｄｉｏｘａｂｏｒｏｌａｎ−２−ｙｌ）−９Ｈ−ｃａｒｂａｚｏｌｅ（１８．５２ｇ（５０．１ｍｍｏｌ））及び３ｍｏｌ％のｔｅｔｒａｋｉｓ（ｔｒｉｐｈｅｎｙｌｐｈｏｓｐｈｉｎｅ）ｐａｌｌａｄｉｕｍ（０）（Ｐｄ（ＰＰｈ_３）_４）をトルエン５０ｍｌ溶媒に溶かした後、Ｋ_２ＣＯ_３（１３．８６ｇ）（１００．３ｍｍｏｌ）を水２５ｍｌに溶解した溶液を添加して、１００℃で１２時間加熱還流した。
有機層の溶媒を除去した後、得られた生成物をシリカゲルカラムクロマトグラフィーによって分離精製して、９，９’，９’’−ｔｒｉｐｈｅｎｙｌ−９Ｈ，９’Ｈ，９’’Ｈ−３，２’：６’，３’’−ｔｅｒｃａｒｂａｚｏｌｅ（化合物１−１）１３．５ｇ（収率７４％）を得た。
化合物１−１の分子量は、７２５．９０ｇ／ｍｏｌであった。
^１Ｈ−ＮＭＲ（３００ＭＨｚ、Ｍｅｔｈｙｌｅｎｅ Ｃｈｌｏｒｉｄｅ−ｄ２）：δ８．４９（ｓ、２Ｈ）、８．４１（ｓ、１Ｈ）、８．３１（ｄ、１Ｈ）、８．２６（ｄ、１Ｈ）、８．２１（ｄ、１Ｈ）、７．８０（ｔ、２Ｈ）７．７４−７．５７（ｍ、１５Ｈ）、７．５４−７．４１（ｍ、１０Ｈ）、７．４２−７．２８（ｍ、２Ｈ）

＜合成例２：化合物１−２の合成＞

３，６−ｄｉｂｒｏｍｏ−９−ｐｈｅｎｙｌ−９Ｈ−ｃａｒｂａｚｏｌｅ（１０．００ｇ（２４．９ｍｍｏｌ））、（９−ｐｈｅｎｙｌ−９Ｈ−ｃａｒｂａｚｏｌ−２−ｙｌ）ｂｏｒｏｎｉｃ ａｃｉｄ（１５．０４ｇ（５２．４ｍｍｏｌ））及び３ｍｏｌ％のＰｄ（ＰＰｈ_３）_４をトルエン５０ｍｌ溶媒に溶かした後、Ｋ_２ＣＯ_３（１３．７８ｇ（９９．７ｍｍｏｌ））を水２５ｍｌに溶解した溶液を添加して、１００℃で１２時間加熱還流した。
有機層の溶媒を除去した後、得られた生成物をシリカゲルカラムクロマトグラフィーによって分離精製して、９，９’，９’’−ｔｒｉｐｈｅｎｙｌ−９Ｈ，９’Ｈ，９’’Ｈ−２，３’：６’，２’’−ｔｅｒｃａｒｂａｚｏｌｅ（化合物１−２）１３．８ｇ（収率７６％）を得た。
化合物１−２の分子量は、７２５．９０ｇ／ｍｏｌであった。
^１Ｈ−ＮＭＲ（５００ＭＨｚ、Ｍｅｔｈｙｌｅｎｅ Ｃｈｌｏｒｉｄｅ−ｄ２）：δ８．５５（ｓ、２Ｈ）、８．４８（ｓ、２Ｈ）、８．２４（ｄ、２Ｈ）、７．８０−７．７８（ｍ、４Ｈ）、７．６６−７．６１（ｍ、１２Ｈ）、７．５４−７．４１（ｍ、１１Ｈ）、７．３０（ｔ、２Ｈ）

＜合成例３：化合物８０−１の合成＞

（１）化合物Ｉ−８０−１の合成
３−ｂｒｏｍｏ−６−ｐｈｅｎｙｌ−９Ｈ−ｃａｒｂａｚｏｌｅ（１０．０４ｇ（３１．２ｍｍｏｌ））、（９−ｐｈｅｎｙｌ−９Ｈ−ｃａｒｂａｚｏｌ−３−ｙｌ）ｂｏｒｏｎｉｃ ａｃｉｄ（９．８４ｇ（３４．３ｍｍｏｌ））、及び３ｍｏｌ％のＰｄ（ＰＰｈ_３）_４をトルエン５０ｍｌに溶かした後、Ｋ_２ＣＯ_３（８．６１ｇ（６２．３ｍｍｏｌ））を水２５ｍｌに溶解した溶液を添加して、１００℃で１２時間加熱還流した。
有機層の溶媒を除去した後、得られた生成物をシリカゲルカラムクロマトグラフィーによって分離精製して、６，９’−ｄｉｐｈｅｎｙｌ−９Ｈ，９’Ｈ−３，３’−ｂｉｃａｒｂａｚｏｌｅ（化合物Ｉ−８０−１）１１．２ｇ（収率７４％）を得た。

（２）化合物８０−１の合成
化合物Ｉ−８０−１（１１．２０ｇ（２３．１ｍｍｏｌ））及び２−ｂｒｏｍｏ−９−ｐｈｅｎｙｌ−９Ｈ−ｃａｒｂａｚｏｌｅ（８．１９ｇ（２５．４ｍｍｏｌ））を無水トルエン１００ｍｌ中、１０ｍｏｌ％のｂｉｓ（ｄｉｂｅｎｚｙｌｉｄｅｎｅａｃｅｔｏｎｅ）ｐａｌｌａｄｉｕｍ（０）（Ｐｄ（ｄｂａ）_２）、２０ｍｏｌ％のｔｒｉ−ｔ−ｂｕｔｙｌｐｈｏｓｐｈｉｎｅ（Ｐ（ｔ−Ｂｕ）_３）、及び６．６６ｇ（６９．４ｍｍｏｌ）のｓｏｄｉｕｍ ｔ−ｂｕｔｏｘｉｄｅ（ＮａＯｔＢｕ）存在下で４時間加熱還流した。
得られた生成物をシリカゲルカラムクロマトグラフィーによって分離精製して、６’，９，９’’−ｔｒｉｐｈｅｎｙｌ−９Ｈ，９’’Ｈ−２，９’：３’，３’’−ｔｅｒｃａｒｂａｚｏｌｅ（化合物８０−１）１３．１０ｇ（収率７８％）を得た。
化合物８０−１の分子量は、７２５．９０ｇ／ｍｏｌであった。
^１Ｈ−ＮＭＲ（５００ＭＨｚ、Ｍｅｔｈｙｌｅｎｅ Ｃｈｌｏｒｉｄｅ−ｄ２）：δ８．５８（ｓ、１Ｈ）、８．５４（ｓ、１Ｈ）、８．５２（ｓ、１Ｈ）、８．４３（ｄ、１Ｈ）、８．２８（ｔ、２Ｈ）、７．８５（ｄ、２Ｈ）、７．８０（ｄ、２Ｈ）、７．７２（ｄ、１Ｈ）、７．７０−７．６３（ｍ，９Ｈ）、７．５９−７．４８（ｍ、１２Ｈ）、７．３７−７．３２（ｍ、３Ｈ）

＜合成例４：化合物２−１の合成＞

３，６−ｄｉｂｒｏｍｏ−９−ｐｈｅｎｙｌ−９Ｈ−ｃａｒｂａｚｏｌｅ（１０．００ｇ（２４．９ｍｍｏｌ））及び３−ｐｈｅｎｙｌ−９Ｈ−ｃａｒｂａｚｏｌｅ（１２．７４ｇ（５２．４ｍｍｏｌ））を無水トルエン１００ｍｌ中、１０ｍｏｌ％のＰｄ（ｄｂａ）_２、２０ｍｏｌ％のＰ（ｔ−Ｂｕ）_３、及び１４．３８ｇ（１４９．６ｍｍｏｌ）のＮａＯｔＢｕ存在下で４時間加熱還流した。
得られた生成物をシリカゲルカラムクロマトグラフィーによって分離精製して、３，３’’，９’−ｔｒｉｐｈｅｎｙｌ−９’Ｈ−９，３’：６’，９’’−ｔｅｒｃａｒｂａｚｏｌｅ（化合物２−１）１３．９ｇ（収率７７％）を得た。
化合物２−１の分子量は、７２５．９０ｇ／ｍｏｌであった。
^１Ｈ−ＮＭＲ（５００ＭＨｚ、Ｍｅｔｈｙｌｅｎｅ Ｃｈｌｏｒｉｄｅ−ｄ２）：δ８．４０（ｓ、２Ｈ）、８．３５（ｓ、２Ｈ）、８．２３（ｄ、２Ｈ）７．７９−７．６０（ｍ、１５Ｈ）、７．５０−７．４３（ｍ、１０Ｈ）、７．３５−７．３０（ｍ、４Ｈ）

＜合成例５：化合物４８−１の合成＞

（１）化合物Ｉ−４８−１の合成
３−ｂｒｏｍｏ−９Ｈ−ｃａｒｂａｚｏｌｅ（１０．００ｇ（４０．６ｍｍｏｌ））、（４−（９Ｈ−ｃａｒｂａｚｏｌ−９−ｙｌ）ｐｈｅｎｙｌ）ｂｏｒｏｎｉｃ ａｃｉｄ（１２．８４ｇ（４４．７ｍｍｏｌ））、及び３ｍｏｌ％のＰｄ（ＰＰｈ_３）_４をトルエン５０ｍｌ溶媒に溶かした後、Ｋ_２ＣＯ_３（１１．２３ｇ（８１．３ｍｍｏｌ））を水２５ｍｌに溶解した溶液を添加して、１００℃で１２時間加熱還流した。
有機層の溶媒を除去した後、得られた生成物をシリカゲルカラムクロマトグラフィーによって分離精製して、３−（４−（９Ｈ−ｃａｒｂａｚｏｌ−９−ｙｌ）ｐｈｅｎｙｌ）−９Ｈ−ｃａｒｂａｚｏｌｅ（化合物Ｉ−４８−１）９．６ｇ（収率５８％）を得た。

（２）化合物４８−１の合成
化合物Ｉ−４８−１（９．６１ｇ（２３．５ｍｍｏｌ））及び９−（３’−ｂｒｏｍｏ−［１，１’−ｂｉｐｈｅｎｙｌ］−４−ｙｌ）−９Ｈ−ｃａｒｂａｚｏｌｅ（１０．３０ｇ（２５．９ｍｍｏｌ））を無水トルエン１００ｍｌ中、１０ｍｏｌ％のＰｄ（ｄｂａ）_２、２０ｍｏｌ％のＰ（ｔ−Ｂｕ）_３、及び６．７８ｇ（７０．６ｍｍｏｌ）のＮａＯｔＢｕ存在下で４時間加熱還流した。
得られた生成物をシリカゲルカラムクロマトグラフィーによって分離精製して、９−（４’−（９Ｈ−ｃａｒｂａｚｏｌ−９−ｙｌ）−［１，１’−ｂｉｐｈｅｎｙｌ］−３−ｙｌ）−３−（４−（９Ｈ−ｃａｒｂａｚｏｌ−９−ｙｌ）ｐｈｅｎｙｌ）−９Ｈ−ｃａｒｂａｚｏｌｅ（化合物４８−１）１０．２ｇ（収率６０％）を得た。
化合物４８−１の分子量は、７２５．９０ｇ／ｍｏｌであった。
^１Ｈ−ＮＭＲ（３００ＭＨｚ、Ｍｅｔｈｙｌｅｎｅ Ｃｈｌｏｒｉｄｅ−ｄ２）：δ８．５３（ｓ、１Ｈ）、８．２９（ｄ、１Ｈ）、８．１８−８．１６（ｍ、４Ｈ）、８．０２−７．９４（ｍ、５Ｈ）、７．８９−７．７９（ｍ、３Ｈ）、７．７３−７．６６（ｍ、６Ｈ）、７．６１−７．２５（ｍ、１５Ｈ）

＜合成例６：化合物６−１の合成＞

２，６−ｄｉｂｒｏｍｏ−９−ｐｈｅｎｙｌ−９Ｈ−ｃａｒｂａｚｏｌｅ（１０．００ｇ（２４．９ｍｍｏｌ））、（４−（９Ｈ−ｃａｒｂａｚｏｌ−９−ｙｌ）ｐｈｅｎｙｌ）ｂｏｒｏｎｉｃ ａｃｉｄ（１５．０４ｇ（５２．４ｍｍｏｌ））、及び３ｍｏｌ％のＰｄ（ＰＰｈ_３）_４をトルエン５０ｍｌ溶媒に溶かした後、Ｋ_２ＣＯ_３（１３．７８ｇ（９９．７ｍｍｏｌ））を水２５ｍｌに溶解した溶液を添加して、１００℃で１２時間加熱還流した。
有機層の溶媒を除去した後、得られた生成物をシリカゲルカラムクロマトグラフィーによって分離精製して、９，９’−（（９−ｐｈｅｎｙｌ−９Ｈ−ｃａｒｂａｚｏｌｅ−２，６−ｄｉｙｌ）ｂｉｓ（４，１−ｐｈｅｎｙｌｅｎｅ））ｂｉｓ（９Ｈ−ｃａｒｂａｚｏｌｅ）（化合物６−１）１０．３ｇ（収率５７％）を得た。
化合物６−１の分子量は、７２５．９０ｇ／ｍｏｌであった。
^１Ｈ−ＮＭＲ（５００ＭＨｚ、Ｍｅｔｈｙｌｅｎｅ Ｃｈｌｏｒｉｄｅ−ｄ２）：δ８．５１（ｓ、１Ｈ）、８．３５（ｄ、１Ｈ）、８．１８（ｔ、４Ｈ）７．９８（ｄ、２Ｈ）、７．９０（ｄ、２Ｈ）、７．７９（ｄ、１Ｈ）、７．７３−７．６７（ｍ、８Ｈ）、７．６７−７．６３（ｄ、２Ｈ）、７．５８−７．５１（ｍ、４Ｈ）、７．５１−７．４０（ｍ、６Ｈ）、７．３７−７．２７（ｍ、４Ｈ）

＜合成例７：化合物３−１の合成＞

（１）化合物Ｉ−３−１の合成
３，６−ｄｉｂｒｏｍｏ−９−ｐｈｅｎｙｌ−９Ｈ−ｃａｒｂａｚｏｌｅ（１０．０３ｇ（２２．０ｍｍｏｌ））及び３−ｐｈｅｎｙｌ−９Ｈ−ｃａｒｂａｚｏｌｅ（５．３５ｇ（２２．０ｍｍｏｌ））を無水トルエン１００ｍｌ中、１０ｍｏｌ％のＰｄ（ｄｂａ）_２、２０ｍｏｌ％のＰ（ｔＢｕ）_３、及び６．３４ｇ（６６．０ｍｍｏｌ）のＮａＯｔＢｕ存在下で４時間加熱還流した。
得られた生成物をシリカゲルカラムクロマトグラフィーによって分離精製して、６−ｂｒｏｍｏ−３’，９−ｄｉｐｈｅｎｙｌ−９Ｈ−３，９’−ｂｉｃａｒｂａｚｏｌｅ（化合物Ｉ−３−１）８．９ｇ（収率７２％）を得た。

（２）化合物３−１の合成
化合物Ｉ−３−１（８．９０ｇ（１５．８ｍｍｏｌ））、（９−ｐｈｅｎｙｌ−９Ｈ−ｃａｒｂａｚｏｌ−３−ｙｌ）ｂｏｒｏｎｉｃ ａｃｉｄ（４．５４ｇ（１５．８ｍｍｏｌ））、及び３ｍｏｌ％のＰｄ（ＰＰｈ_３）_４をトルエン５０ｍｌ溶媒に溶かした後、Ｋ_２ＣＯ_３（４．３７ｇ（３１．６ｍｍｏｌ））を水２５ｍｌに溶解した溶液を添加して、１００℃で１２時間加熱還流した。
有機層の溶媒を除去した後、得られた生成物をシリカゲルカラムクロマトグラフィーによって分離精製して、３’’，９，９’−ｔｒｉｐｈｅｎｙｌ−９Ｈ，９’Ｈ−３，３’：６’，９’’−ｔｅｒｃａｒｂａｚｏｌｅ（化合物３−１）６．８ｇ（収率５９％）を得た。
化合物３−１の分子量は、７２５．９０ｇ／ｍｏｌであった。
^１Ｈ−ＮＭＲ（３００ＭＨｚ、Ｍｅｔｈｙｌｅｎｅ Ｃｈｌｏｒｉｄｅ−ｄ２）：δ８．４６（ｓ、２Ｈ）、８．４２（ｄ、２Ｈ）、８．２３（ｔ、２Ｈ）、７．８７（ｄ、１Ｈ）７．７８−７．６７（ｍ、８Ｈ）、７．６４−７．５６（ｍ、８Ｈ）、７．５２−７．４２（ｍ、７Ｈ）、７．３７−７．３０（ｍ、５Ｈ）

＜合成例８：化合物８６−１の合成＞

（１）化合物Ｉ−８６−１の合成
３−ｂｒｏｍｏ−６−ｐｈｅｎｙｌ−９Ｈ−ｃａｒｂａｚｏｌｅ（１０．０４ｇ（３１．２ｍｍｏｌ））及び３−ｐｈｅｎｙｌ−９Ｈ−ｃａｒｂａｚｏｌｅ（８．３４ｇ（３４．３ｍｍｏｌ））を無水トルエン１００ｍｌ中、１０ｍｏｌ％のＰｄ（ｄｂａ）_２、２０ｍｏｌ％のＰ（ｔＢｕ）_３、及び８．９８ｇ（９３．５ｍｍｏｌ）のＮａＯｔＢｕ存在下で４時間加熱還流した。
得られた生成物をシリカゲルカラムクロマトグラフィーによって分離精製して、３’，６−ｄｉｐｈｅｎｙｌ−９Ｈ−３，９’−ｂｉｃａｒｂａｚｏｌｅ（化合物Ｉ−８６−１）８．７ｇ（収率５８％）を得た。

（２）化合物８６−１の合成
化合物Ｉ−８６−１（８．７１ｇ（１８．０ｍｍｏｌ））及び３−ｂｒｏｍｏ−９−ｐｈｅｎｙｌ−９Ｈ−ｃａｒｂａｚｏｌｅ（６．３７ｇ（１９．８ｍｍｏｌ））を無水トルエン１００ｍｌ中、１０ｍｏｌ％のＰｄ（ｄｂａ）_２、２０ｍｏｌ％のＰ（ｔ−Ｂｕ）_３、及び５．１８ｇ（５４．０ｍｍｏｌ）のＮａＯｔＢｕ存在下で４時間加熱還流した。
得られた生成物をシリカゲルカラムクロマトグラフィーによって分離精製して、３’’，６’，９−ｔｒｉｐｈｅｎｙｌ−９Ｈ−３，９’：３’，９’’−ｔｅｒｃａｒｂａｚｏｌｅ（化合物６−１）８．８ｇ（収率６７％）を得た。
化合物８６−１の分子量は、７２５．９０ｇ／ｍｏｌであった。
^１Ｈ−ＮＭＲ（３００ＭＨｚ、Ｍｅｔｈｙｌｅｎｅ Ｃｈｌｏｒｉｄｅ−ｄ２）：δ８．５５（ｄ、２Ｈ）、８．３０（ｄ、１Ｈ）、８．１３（ｄ、１Ｈ）、７．９９−７．８９（ｍ、５Ｈ）７．７７−７．７２（ｍ、７Ｈ）、７．６７−７．５８（ｍ、５Ｈ）、７．５０−７．４８（ｍ、６Ｈ）、７．４１−７．３５（ｍ、６Ｈ）、７．１６−７．１５（ｍ、２Ｈ）

＜＜評価Ｉ＞＞
合成例で得られた化合物のエネルギー準位を評価した。
ＨＯＭＯエネルギー準位は、「ＡＣ−３」（Ｒｉｋｅｎ Ｋｅｉｋｉ Ｃｏ．，ＬＴＤ．製）を用いて薄膜にＵＶ光を照射してエネルギーに応じて放出される光電子量で評価し、ＬＵＭＯエネルギー準位は、「ＵＶ−Ｖｉｓ ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｅｒ」（Ｓｈｉｍａｄｚｕ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ製）を用いてエネルギーバンドギャップを得た後、エネルギーバンドギャップとすでに測定されたＨＯＭＯエネルギー準位からＬＵＭＯエネルギー準位を計算して評価した。

その結果は、以下の表１のとおりである。

＊ＨＯＭＯ、ＬＵＭＯ：絶対値で表示する。

＜＜評価ＩＩ＞＞
合成例で得られた化合物の耐熱特性を評価した。
耐熱特性は、１０Ｐａ以下の高真空雰囲気下で温度上昇に応じた重量減少から評価し、初期重量に対して１０重量％及び５０重量％に減少する地点の温度をそれぞれＴｓ_１０、Ｔｓ_５０と記載する。

その結果は、以下の表２のとおりである。

表２を参照すると、合成例で得られた化合物は、良好な耐熱特性を有することを確認することができた。

＜＜光電変換素子の製作＞＞
＜実施例１−１＞
ガラス基板上にＩＴＯ（ＷＦ：４．９ｅＶ）をスパッタリングで積層して１５０ｎｍ厚さのアノードを形成した。
次に、アノードの上に合成例１で得られた化合物１−１を蒸着して５ｎｍ厚さの有機バッファー層を形成した。
次に、有機バッファー層上に下記に示す化学式Ａ−３−１で表されるｐ型半導体（λ_ｍａｘ：５４５ｎｍ）（ＨＯＭＯ：５．５５ｅＶ、ＬＵＭＯ：３．５４ｅＶ）とフラーレン（Ｃ６０）（ＨＯＭＯ：６．４０ｅＶ、ＬＵＭＯ：４．２３ｅＶ）であるｎ型半導体を１：１の体積（かさ）比で共蒸着して１００ｎｍ厚さの光電変換層を形成した。
次に、光電変換層上にＹｂを熱蒸着して１．５ｎｍ厚さの無機バッファー層を形成した。
次に、無機バッファー層上にＩＴＯをスパッタリングして７ｎｍ厚さのカソード（ＷＦ：４．７ｅＶ）を形成した。
次に、カソードの上に酸化アルミニウム（Ａｌ_２Ｏ_３）を蒸着して５０ｎｍ厚さの反射防止層を形成し、ガラス板で封止して光電変換素子を製作した。

＜実施例１−２＞
１０ｎｍ厚さの有機バッファー層を形成したことを除いて、実施例１−１と同様の方法で、光電変換素子を製作した。
＜実施例１−３＞
３０ｎｍ厚さの有機バッファー層を形成したことを除いて、実施例１−１と同様の方法で、光電変換素子を製作した。

＜実施例２−１＞
ｐ型半導体とｎ型半導体を１．２５：１の体積比で共蒸着して光電変換層を形成し、合成例１で得られた化合物１−１の代わりに合成例２で得られた化合物１−２を使用して有機バッファー層を形成したことを除いて、実施例１−１と同様の方法で、光電変換素子を製作した。
＜実施例２−２＞
１０ｎｍ厚さの有機バッファー層を形成したことを除いて、実施例２−１と同様の方法で、光電変換素子を製作した。
＜実施例２−３＞
３０ｎｍ厚さの有機バッファー層を形成したことを除いて、実施例２−１と同様の方法で、光電変換素子を製作した。

＜実施例３−１＞
合成例１で得られた化合物１−１の代わりに合成例３で得られた化合物８０−１を使用して有機バッファー層を形成したことを除いて、実施例１−１と同様の方法で、光電変換素子を製作した。
＜実施例３−２＞
１０ｎｍ厚さの有機バッファー層を形成したことを除いて、実施例３−１と同様の方法で、光電変換素子を製作した。
＜実施例３−３＞
３０ｎｍ厚さの有機バッファー層を形成したことを除いて、実施例３−１と同様の方法で、光電変換素子を製作した。

＜実施例４−１＞
合成例１で得られた化合物１−１の代わりに合成例４で得られた化合物２−１を使用して有機バッファー層を形成したことを除いて、実施例１−１と同様の方法で、光電変換素子を製作した。
＜実施例４−２＞
１０ｎｍ厚さの有機バッファー層を形成したことを除いて、実施例４−１と同様の方法で、光電変換素子を製作した。
＜実施例４−３＞
３０ｎｍ厚さの有機バッファー層を形成したことを除いて、実施例４−１と同様の方法で、光電変換素子を製作した。

＜実施例５−１＞
合成例１で得られた化合物１−１の代わりに合成例５で得られた化合物４８−１を使用して有機バッファー層を形成したことを除いて、実施例１−１と同様の方法で、光電変換素子を製作した。
＜実施例５−２＞
１０ｎｍ厚さの有機バッファー層を形成したことを除いて、実施例５−１と同様の方法で、光電変換素子を製作した。
＜実施例５−３＞
３０ｎｍ厚さの有機バッファー層を形成したことを除いて、実施例５−１と同様の方法で、光電変換素子を製作した。

＜実施例６−１＞
合成例１で得られた化合物１−１の代わりに合成例６で得られた化合物６−１を使用して有機バッファー層を形成したことを除いて、実施例１−１と同様の方法で、光電変換素子を製作した。
＜実施例６−２＞
１０ｎｍ厚さの有機バッファー層を形成したことを除いて、実施例６−１と同様の方法で、光電変換素子を製作した。
＜実施例６−３＞
３０ｎｍ厚さの有機バッファー層を形成したことを除いて、実施例６−１と同様の方法で、光電変換素子を製作した。

＜実施例７−１＞
合成例１で得られた化合物１−１の代わりに合成例７で得られた化合物３−１を使用して有機バッファー層を形成したことを除いて、実施例１−１と同様の方法で、光電変換素子を製作した。
＜実施例７−２＞
１０ｎｍ厚さの有機バッファー層を形成したことを除いて、実施例７−１と同様の方法で、光電変換素子を製作した。
＜実施例７−３＞
３０ｎｍ厚さの有機バッファー層を形成したことを除いて、実施例７−１と同様の方法で、光電変換素子を製作した。

＜比較例１＞
有機バッファー層を形成しないことを除いて、実施例１−１と同様の方法で、光電変換素子を製作した。

＜＜評価ＩＩＩ＞＞
実施例と比較例による光電変換素子の耐熱特性を評価した。
耐熱特性は、実施例と比較例による光電変換素子を１８０℃で３時間熱処理した後、それぞれの光電変換効率、暗電流及び残留電荷の変化を確認した。
光電変換効率は、ピーク吸収波長（λ_ｍａｘ）での外部量子効率（ＥＱＥ）から評価することができ、４００ｎｍ〜７２０ｎｍの波長領域で「Ｉｎｃｉｄｅｎｔ Ｐｈｏｔｏｎ ｔｏ Ｃｕｒｒｅｎｔ Ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ」（ＩＰＣＥ）方法で評価した。
暗電流は、−３Ｖの逆バイアス印加時に流れる電流から測定した。
残留電荷特性は、１フレーム（ｆｒａｍｅ）で光電変換された電荷が信号処理に使用されずに残っていて、次のフレームで前フレームの電荷が読み取られる電荷の量のことをいい、実施例と比較例による素子に光電変換が起こる緑色波長領域の光を一定時間照射し、光を消した後、「Ｋｅｉｔｈｌｅｙ２４００」装置で１０^−６秒単位で測定される電流量から評価した。
残留電子の量は、５，０００ｌｕｘでｈ＋／ｓ／μｍ^２単位で評価した。

その結果は、以下の表３〜５のとおりである。

＊ＥＱＥ_０：熱処理前のＥＱＥ
＊ＥＱＥ_１：１８０℃で３時間熱処理した後のＥＱＥ
＊ΔＥＱＥ：（ＥＱＥ_１−ＥＱＥ_０）／ＥＱＥ_０

上記表３〜５を参照すると、実施例による光電変換素子は、比較例による光電変換素子に比べて耐熱性が高くて高温で熱処理した後でも電気的特性の変化が少ないことを確認することができた。

尚、本発明は、上述の実施形態、実施例に限られるものではない。本発明の技術的範囲から逸脱しない範囲内で多様に変更実施することが可能である。

１０ 第１電極
２０ 第２電極
３０ 光電変換層
４０ 有機バッファー層
５０ 無機バッファー層
６０ 下部絶縁層
６５ 中間絶縁層
７０ 色フィルター
７０（ａ、ｂ、ｃ） （青色、赤色、緑色）フィルター
８０ （上部）絶縁層
８５、８５ａ、８５ｂ、８５ｃ トレンチ
９０、９０−１、９０−２、９０−３、９１、１００ 光電変換素子
１００（ａ、ｂ、ｃ） （第１、第２、第３）光電変換素子
１１０ 半導体基板
１５０ａ、１５０ｂ、１５０ｃ 光感知素子
１５５、１５５ａ、１５５ｂ、１５５ｃ 電荷貯蔵所
１８０ 絶縁膜
３００、４００、５００、６００、１１００、１２００、１３００、１７４０ イメージセンサ
１７００ 電子装置
１７１０ バス（ｂｕｓ）
１７２０ プロセッサー
１７３０ メモリ

Claims (31)

1. 第１電極及び第２電極と、
   前記第１電極と前記第２電極との間に配置され、ｐ型半導体とｎ型半導体を含む光電変換層と、
   前記第１電極と前記光電変換層との間に配置され、有機バッファー物質を含む有機バッファー層と、を有し、
   前記有機バッファー物質のＬＵＭＯエネルギー準位と前記ｎ型半導体のＬＵＭＯエネルギー準位の差は、１．２ｅＶ以上であり、
   前記有機バッファー物質は、少なくとも３個のカルバゾールモイエティを含むことを特徴とする光電変換素子。
2. 前記有機バッファー物質のＬＵＭＯエネルギー準位は、１．２〜３．０ｅＶであり、
   前記ｎ型半導体のＬＵＭＯエネルギー準位は、３．６〜４．８ｅＶであることを特徴とする請求項１に記載の光電変換素子。
3. 前記有機バッファー物質のＨＯＭＯエネルギー準位と前記ｐ型半導体のＨＯＭＯエネルギー準位との差は、０．５ｅＶ以下であることを特徴とする請求項１に記載の光電変換素子。
4. 前記有機バッファー物質のＨＯＭＯエネルギー準位と前記ｐ型半導体のＨＯＭＯエネルギー準位は、それぞれ５．０〜６．０ｅＶの範囲に属することを特徴とする請求項３に記載の光電変換素子。
5. 前記有機バッファー物質のＨＯＭＯエネルギー準位と前記ｐ型半導体のＨＯＭＯエネルギー準位との差は、０〜０．５ｅＶであり、
   前記有機バッファー物質のＬＵＭＯエネルギー準位と前記ｎ型半導体のＬＵＭＯエネルギー準位との差は、１．２ｅＶ〜３．６ｅＶであることを特徴とする請求項３に記載の光電変換素子。
6. 前記有機バッファー物質は、下記に示す化学式１で表されることを特徴とする請求項１に記載の光電変換素子。
   

   

   （上記化学式１中、
   Ｌ^１〜Ｌ^３は、それぞれ独立して、置換もしくは非置換の炭素数６〜２０のアリーレン基であり、
   Ｒ^１〜Ｒ^７は、それぞれ独立して、水素、置換もしくは非置換の炭素数１〜３０のアルキル基、置換もしくは非置換の炭素数１〜３０のアルコキシ基、置換もしくは非置換の炭素数６〜２０のアリール基、置換もしくは非置換の炭素数３〜２０のヘテロアリール基、置換もしくは非置換のカルバゾリル基、ハロゲン、シアノ基、又はこれらの組み合わせであり、
   Ｒ^１〜Ｒ^３の内の少なくとも２つは置換もしくは非置換のカルバゾリル基であり、
   ｍ_１〜ｍ_３は、それぞれ独立して、０又は１である。）
7. 前記有機バッファー物質は、下記に示す化学式１Ａ〜１Ｃのいずれか１つで表されることを特徴とする請求項６に記載の光電変換素子。
   

   

   

   

   （上記化学式１Ａ〜１Ｃ中、
   Ｌ^１〜Ｌ^３は、それぞれ独立して、置換もしくは非置換の炭素数６〜２０のアリーレン基であり、
   Ｒ^１及びＲ^４〜Ｒ^１７は、それぞれ独立して、水素、置換もしくは非置換の炭素数１〜３０のアルキル基、置換もしくは非置換の炭素数１〜３０のアルコキシ基、置換もしくは非置換の炭素数６〜２０のアリール基、置換もしくは非置換の炭素数３〜２０のヘテロアリール基、置換もしくは非置換のカルバゾリル基、ハロゲン、シアノ基、又はこれらの組み合わせであり、
   ｍ_１〜ｍ_３は、それぞれ独立して、０又は１である。）
8. 前記化学式１Ａ〜１Ｃ中、
   Ｒ^１及びＲ^４〜Ｒ^１７は、それぞれ独立して、水素、置換もしくは非置換のフェニル基、置換もしくは非置換のビフェニル基、又は置換もしくは非置換のナフチル基であることを特徴とする請求項７に記載の光電変換素子。
9. 前記化学式１Ａ〜１Ｃ中、
   Ｌ^１〜Ｌ^３は、それぞれ独立して、置換もしくは非置換のフェニレン基、置換もしくは非置換のビフェニレン基、又は置換もしくは非置換のナフチレン基であることを特徴とする請求項７に記載の光電変換素子。
10. 前記化学式１Ａ〜１Ｃ中、
    Ｒ^１、Ｒ^４〜Ｒ^１７及びＬ^１〜Ｌ^３の内の３個は、置換もしくは非置換のフェニル基、又は置換もしくは非置換のフェニレン基であることを特徴とする請求項７に記載の光電変換素子。
11. 前記有機バッファー物質は、下記に示す化学式１Ｄ〜１Ｇのいずれか１つで表されることを特徴とする請求項６に記載の光電変換素子。
    

    

    

    

    

    （上記化学式１Ｄ〜１Ｇ中、
    Ｌ^１〜Ｌ^３は、それぞれ独立して、置換もしくは非置換の炭素数６〜２０のアリーレン基であり、
    Ｒ^２及びＲ^４〜Ｒ^１７は、それぞれ独立して、水素、置換もしくは非置換の炭素数１〜３０のアルキル基、置換もしくは非置換の炭素数１〜３０のアルコキシ基、置換もしくは非置換の炭素数６〜２０のアリール基、置換もしくは非置換の炭素数３〜２０のヘテロアリール基、置換もしくは非置換のカルバゾリル基、ハロゲン、シアノ基、又はこれらの組み合わせであり、
    ｍ_１〜ｍ_３はそれぞれ独立して、０又は１である。）
12. 前記化学式１Ｄ〜１Ｇ中、
    Ｒ^２及びＲ^４〜Ｒ^１７は、それぞれ独立して、水素、置換もしくは非置換のフェニル基、置換もしくは非置換のビフェニル基、又は置換もしくは非置換のナフチル基であることを特徴とする請求項１１に記載の光電変換素子。
13. 前記化学式１Ｄ〜１Ｇ中、
    Ｌ^１〜Ｌ^３は、それぞれ独立して、置換もしくは非置換のフェニレン基、置換もしくは非置換のビフェニレン基、又は置換もしくは非置換のナフチレン基であることを特徴とする請求項１１に記載の光電変換素子。
14. 前記化学式１Ｄ〜１Ｇ中、
    Ｒ^２、Ｒ^４〜Ｒ^１７、及びＬ^１〜Ｌ^３の内の３個は、置換もしくは非置換のフェニル基又は置換もしくは非置換のフェニレン基であることを特徴とする請求項１１に記載の光電変換素子。
15. 前記化学式１中、
    Ｒ^１〜Ｒ^３の内の２つは置換もしくは非置換のカルバゾリル基であり、
    Ｒ^１〜Ｒ^３の内の残りの１つは水素、置換もしくは非置換のフェニル基、置換もしくは非置換のビフェニル基、又は置換もしくは非置換のナフチル基であることを特徴とする請求項６に記載の光電変換素子。
16. 前記有機バッファー物質は、３個のカルバゾールモイエティと３個のフェニルモイエティを含むことを特徴とする請求項６に記載の光電変換素子。
17. 前記有機バッファー物質は、下記に示す化学式１−１〜１−４のいずれか１つで表されることを特徴とする請求項６に記載の光電変換素子。
    

    

    

    

    

    （上記化学式１−１〜１−４中、
    Ｌ^１〜Ｌ^３は、それぞれ独立して、フェニル基であり、
    ｍ_１〜ｍ_３は、それぞれ独立して、０又は１であり、
    Ｒ^１〜Ｒ^３は、それぞれ独立して、カルバゾリル基又はフェニルに置換されたカルバゾリル基である。）
18. 前記化学式１−１〜１−４中、
    Ｒ^１〜Ｒ^３は、それぞれ独立して、下記に示すグループ１に列記された基の内の１つであることを特徴とする請求項１７に記載の光電変換素子。
    

    

    （上記グループ１中の＊は、連結地点である。）
19. 前記有機バッファー物質は、下記に示す化学式１−２−１又は１−３−１で表されることを特徴とする請求項１７に記載の光電変換素子。
    

    

    

    （上記化学式１−２−１又は１−３−１中、
    Ｒ^８及びＲ^１２は、それぞれ独立して、水素又はフェニル基である。）
20. 前記ｐ型半導体と前記ｎ型半導体の内の少なくとも１つは、赤色波長領域、緑色波長領域、青色波長領域、及び赤外線波長領域の内の１つに最大吸収波長を有する吸光物質であることを特徴とする請求項１に記載の光電変換素子。
21. 吸光物質を含み、前記吸光物質によって吸収した光を電気的信号に変換する光電変換層と、
    前記光電変換層に隣接して配置される有機バッファー層と、を有し、
    前記光電変換層の吸光スペクトルは、赤色波長領域、緑色波長領域、青色波長領域、及び赤外線波長領域の内の１つに最大吸収波長を有し、
    前記有機バッファー層は、少なくとも３個のカルバゾールモイエティを含み、２．８ｅＶ以上のエネルギーバンドギャップを有する有機バッファー物質を含むことを特徴とする光電変換素子。
22. 前記有機バッファー物質は、３個のカルバゾールモイエティと３個のフェニルモイエティを含むことを特徴とする請求項２１に記載の光電変換素子。
23. センサであって、
    請求項１乃至２２のいずれか一項に記載の光電変換素子を含むことを特徴とするセンサ。
24. 請求項２３に記載のセンサを含むことを特徴とする電子装置。
25. 前記センサは、有機ＣＭＯＳイメージセンサであることを特徴とする請求項２４に記載の電子装置。
26. 請求項１乃至２２のいずれか一項に記載の光電変換素子を含むことを特徴とする電子装置。
27. 化合物であって、
    下記に示す化学式１Ｄ−１で表されることを特徴とする化合物。
    

    

    （上記化学式１Ｄ−１中、
    Ｌ^１及びＬ^３は、それぞれ独立して、置換もしくは非置換の炭素数６〜２０のアリーレン基であり、
    Ｒ^４〜Ｒ^１５は、それぞれ独立して、水素、置換もしくは非置換の炭素数１〜３０のアルキル基、置換もしくは非置換の炭素数１〜３０のアルコキシ基、置換もしくは非置換の炭素数６〜２０のアリール基、置換もしくは非置換の炭素数３〜２０のヘテロアリール基、置換もしくは非置換のカルバゾリル基、ハロゲン、シアノ基、又はこれらの組み合わせである。）
28. 前記化学式１Ｄ−１中、
    Ｒ^４〜Ｒ^１５は、それぞれ独立して、水素、置換もしくは非置換のフェニル基、置換もしくは非置換のビフェニル基又は置換もしくは非置換のナフチル基であることを特徴とする請求項２７に記載の化合物。
29. 前記化学式１Ｄ−１中、
    Ｌ^１〜Ｌ^３は、それぞれ独立して、置換もしくは非置換のフェニレン基、置換もしくは非置換のビフェニレン基、又は置換もしくは非置換のナフチレン基であることを特徴とする請求項２７に記載の化合物。
30. 前記化合物は、３個のフェニルモイエティを含むことを特徴とする請求項２７に記載の化合物。
31. 下記に示す化学式１−２−１又は１−３−１で表されることを特徴とする請求項２７に記載の化合物。
    

    

    

    （上記化学式１−２−１又は１−３−１中、
    Ｒ^８及びＲ^１２は、それぞれ独立して、水素又はフェニル基である。）
    

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