JP7140469B2 - 光電変換装置、および、撮像システム - Google Patents
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Description
第1の実施形態については図1及び図2を用いて説明する。
例えば、フォトルミネッセンスの変角測定、多入射角分光エリプソメトリー測定などの方法を用いる事ができる。
S=(1/2)<3cos2θ-1>=(Ke-Ko)/(Ke+2Ko)・・(式1)
本発明の、広ダイナミックレンジ化について以下に説明する。図4に、各画素における入射光量と、第一の光電変換部4と第二の光電変換部5のそれぞれの信号量を示す。入射光量は第一の光電変換部4と第二の光電変換部5を含めた画素への入射光量を意味し、第一の光電変換部4と第二の光電変換部5にそれぞれ入射する光の量を意味しない。
IT/I0=e-αd・・・(式2)
IA/I0=1-e-αd・・・(式3)
図5は、x=1.05として、層厚dの依存性を取った場合の、(式4)と(式5)の関係を示したものである。xは層厚の誤差の度合いを現す係数と考えることができ、(IT/IT’)の値は膜厚の誤差がある場合の透過光量の誤差の度合いの指標である。(IT/IT’)は、透過光量の誤差がない場合は1となり、透過光量の誤差が大きくなるほど1から外れた値となる。同様に、(IA/IA’)は、吸収光量の誤差の度合いの指標になる。
I=I0exp(-t/τ)・・・(式6)
λs1≦λL1≦λL2≦λS2 (A)
式(A)を満たす場合、第一の光電変換部を通過した光35aを、入射光遮光部により第二の光電変換層に到達することを抑制できるので好ましい。
λL2≦λS2≦λP2 (B)
これによって、入射光が第二の光電変換部に到達することを抑制することができ、かつPL光36は、第二の光電変換部に到達できる構成となる。
本実施形態に係る光電変換装置は、第一の光電変換部と第二の光電変換部との間に導光部を設けてよい。具体的には図1の層間絶縁層内に設けられる。導光部の側面は層間絶縁層によって取り囲まれている。
図7は、第二の実施形態に係る光電変換装置の断面模式図である。本実施形態において、第一の実施形態と同様の構成については、同一の符号を付し、説明を省略する。本実施形態は、第一の光電変換部と第二の光電変換部との間に、発光部40が配置される。発光部は発光材料が含まれる領域である。第一の光電変換部と第二の光電変換部との間に、発光部が配置される場合、第一光電変換部を透過した入射光が効率良く発光部に入射でき、発光部が発するPL光を効率良く第二光電変換部で受光することができる。さらに、発光部が光電変換部に含まれないので、光電変換部で生じた電荷によって発光部のPLが消光されないため、誤差の小さい光電変換装置とすることができる。
図8は、他の実施形態に係る光電変換装置の断面模式図である。ここでは、1つの画素を図示しており、光の3原色のうち、青検出用第一の光電変換部4bと、緑検出用第一の光電変換部4gと、赤検出用第一の光電変換部4rが積層される。各光電変換部の間には中間層36が形成される。
2 半導体層
3 上部電極
4 第一の光電変換部
5 第二の光電変換部
6 読み出しトランジスタ
7 基板
Claims (23)
- 二次元状に配列された複数の画素を有し、
前記複数の画素のそれぞれは、上部電極と、下部電極と、前記上部電極と前記下部電極との間に配置されている光電変換層を有する第一の光電変換部と、発光材料と、第二の光電変換部と、を備え、
前記複数の画素のそれぞれが有する前記第一の光電変換部に接続する第一の読み出し回路と、前記複数の画素のそれぞれが有する前記第二の光電変換部に接続する第二の読み出し回路と、を有する光電変換装置であって、
前記第一の読み出し回路および前記第二の読み出し回路に接続されている信号処理部を有し、
前記第二の光電変換部は前記発光材料が発する光を光電変換し、
前記信号処理部は、前記画素ごとに、入射光量の大きさに基づいて、前記第一の光電変換部から読み出された信号および前記第二の光電変換部から読み出された信号のいずれかの信号を選択して、画像信号を出力することを特徴とする光電変換装置。 - 前記第一の光電変換部と前記第二の光電変換部との間に前記発光材料を含む発光部が配置されることを特徴とする請求項1に記載の光電変換装置。
- 前記第一の光電変換部が、前記発光材料を含むことを特徴とする請求項1に記載の光電変換素子。
- 前記第一の光電変換部が有する光電変換層は有機化合物からなり、前記第二の光電変換部は無機化合物からなることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか一項に記載の光電変換装置。
- 前記第一の光電変換部は、前記第二の光電変換部よりも光入射側に配置されていることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか一項に記載の光電変換装置。
- 前記発光材料は、前記第二の光電変換部よりも光入射側に配置されていることを特徴とする請求項1乃至5のいずれか一項に記載の光電変換装置。
- 前記第一の光電変換部の光電変換は、前記発光材料によって行われることを特徴とする請求項3に記載の光電変換装置。
- 前記発光材料は、前記第一の光電変換部が有する光電変換層の前記下部電極側に含まれていることを特徴とする請求項3または7に記載の光電変換装置。
- 前記発光材料は、前記第一の光電変換部の前記下部電極側に含まれていることを特徴とする請求項3に記載の光電変換装置。
- 前記発光材料の遷移モーメントが、第二の光電変換部の受光平面方向に偏在することを特徴とする請求項1乃至9のいずれか一項に記載の光電変換装置。
- 前記第一の光電変換部は、前記第二の光電変換部よりも光電変換感度が高いことを特徴とする請求項1乃至10のいずれか一項に記載の光電変換装置。
- 前記第一の光電変換部の受光面積よりも、前記第二の光電変換部の受光面積が小さいことを特徴とする請求項1乃至11のいずれか一項に記載の光電変換装置。
- 前記発光材料が発する光は、近赤外領域の波長を含むことを特徴とする請求項1乃至12のいずれか一項に記載の光電変換装置。
- 前記第一の光電変換部と、前記第二の光電変換部との間に配置されている入射光遮光部を有することを特徴とする請求項1乃至13のいずれか一項に記載の光電変換装置。
- 前記第一の光電変換部よりも光入射側に設けられた波長制限部を有することを特徴とする請求項14に記載の光電変換装置。
- 前記波長制限部における、制限波長領域の最も短い波長をλL1、最も長い波長をλL2、
前記入射光遮光部における、遮光波長領域の最も短い波長をλs1、最も長い波長をλS2とした場合に、下記式(A)を満たすことを特徴とする請求項15に記載の光電変換装置。
λs1≦λL1≦λL2≦λS2 (A) - 前記波長制限部における、制限波長領域の最も長い波長をλL2、前記入射光遮光部における、遮光波長領域の最も長い波長をλS2、前記発光材料が発する光の波長領域の最も長い波長をλP2とした場合に下記式(B)を満たし、
前記第二の光電変換部が、前記λS2から前記λP2までの波長領域の、いずれかの波長に光電変換感度を有することを特徴とする請求項16に記載の光電変換装置。
λL2≦λS2≦λP2 (B) - 前記第一の光電変換部と前記第二の光電変換部の間に設けられている導光部をさらに有することを特徴とする請求項1乃至17のいずれか一項に記載の光電変換装置。
- 前記第一の光電変換部と別の第一の光電変換部との間に光拡散抑制部を有することを特徴とする請求項1乃至18のいずれか一項に記載の光電変換装置。
- 前記第一の光電変換部の光吸収率が90%以上であることを特徴とする請求項1乃至19のいずれか一項に記載の光電変換装置。
- 複数の前記第一の光電変換部と、複数の前記第二の光電変換部とを有し、
複数の前記第一の光電変換部が受光する光の波長領域がそれぞれ異なり、
複数の前記第二の光電変換部が受光する光の波長領域がそれぞれ異なることを特徴とする請求項1乃至20のいずれか一項に記載の光電変換装置。 - 複数のレンズを有する撮像系と、前記撮像系を通過した光を受光する光電変換装置と、を有する撮像装置であって、前記光電変換装置は請求項1乃至21のいずれか一項に記載の光電変換装置であることを特徴とする撮像装置。
- 複数のレンズを有する撮像系と、前記撮像系を通過した光を受光する光電変換装置と、を有する撮像装置であって、
前記光電変換装置は、
二次元状に配列された複数の画素を有し、
前記複数の画素のそれぞれは、上部電極と、下部電極と、前記上部電極と前記下部電極との間に配置されている光電変換層を有する第一の光電変換部と、発光材料と、第二の光電変換部と、を備え、
前記複数の画素のそれぞれが有する前記第一の光電変換部に接続する第一の読み出し回路と、前記複数の画素のそれぞれが有する前記第二の光電変換部に接続する第二の読み出し回路と、前記第一の読み出し回路および前記第二の読み出し回路に接続されている信号処理部と、を有し、
前記第二の光電変換部は前記発光材料が発する光を光電変換することを特徴とする撮像装置。
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