JPH0587033B2 - - Google Patents
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- JPH0587033B2 JPH0587033B2 JP60186897A JP18689785A JPH0587033B2 JP H0587033 B2 JPH0587033 B2 JP H0587033B2 JP 60186897 A JP60186897 A JP 60186897A JP 18689785 A JP18689785 A JP 18689785A JP H0587033 B2 JPH0587033 B2 JP H0587033B2
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- Japan
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- optical sensor
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- electrode
- organic semiconductor
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- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims description 27
- LKKPNUDVOYAOBB-UHFFFAOYSA-N naphthalocyanine Chemical compound N1C(N=C2C3=CC4=CC=CC=C4C=C3C(N=C3C4=CC5=CC=CC=C5C=C4C(=N4)N3)=N2)=C(C=C2C(C=CC=C2)=C2)C2=C1N=C1C2=CC3=CC=CC=C3C=C2C4=N1 LKKPNUDVOYAOBB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K85/00—Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
- H10K85/30—Coordination compounds
- H10K85/311—Phthalocyanine
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K39/00—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one organic radiation-sensitive element covered by group H10K30/00
- H10K39/30—Devices controlled by radiation
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
- Y02E10/549—Organic PV cells
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Light Receiving Elements (AREA)
- Photoreceptors In Electrophotography (AREA)
- Nitrogen Condensed Heterocyclic Rings (AREA)
- Photovoltaic Devices (AREA)
Description
（産業上の利用分野）
この発明は、有機半導体を用いた光センサ、特
に、近赤外光領域の波長600〜1000nmの光に対し
て高感度な光センサに関する。 （従来の技術） 従来よりシリコン等の無機半導体のｐ−ｎ接合
を用いて太陽電池やイメージセンサ等のセンサが
実用化される。 一方、ある種の有機化合物は半導体の性質を示
すことが知られている。このような有機化合物は
有機半導体と称され、この有機半導体を用いた
種々の光センサが提案されている。この有機半導
体を用いれば可撓性を執要とするセンサの実現が
可能であり、又、大面積なセンサが作製出来るこ
と、さらに、この有機半導体は材料コストが安く
かつ加工が容易なため、低価格なセンサが作製出
来ること等の理由で、多方面への応用が期待出来
る。 このような有機半導体を用いた光センサは、例
えば文献（アプライド フイジツクス レターズ
（Applied Physics Letters）38(2)（1981）P.85〜
86）に開示されている。この光センサは、メロシ
アニン色素とアルミニウムとのシヨツトキー接合
を利用したものであり、この構造は、絶縁性下地
としてのポリエステルフイルム上に、第一電極と
してのITO透明電極膜が形成されていて、この第
一電極上に、真空蒸着法により、メロシアニン色
素からなる有機半導体層が形成され、さらに、こ
の有機半導体層上には第二電極としてのアルミニ
ウム電極が形成された構造である。このメロシア
ニン色素の構造式を下記（）に示す。
に、近赤外光領域の波長600〜1000nmの光に対し
て高感度な光センサに関する。 （従来の技術） 従来よりシリコン等の無機半導体のｐ−ｎ接合
を用いて太陽電池やイメージセンサ等のセンサが
実用化される。 一方、ある種の有機化合物は半導体の性質を示
すことが知られている。このような有機化合物は
有機半導体と称され、この有機半導体を用いた
種々の光センサが提案されている。この有機半導
体を用いれば可撓性を執要とするセンサの実現が
可能であり、又、大面積なセンサが作製出来るこ
と、さらに、この有機半導体は材料コストが安く
かつ加工が容易なため、低価格なセンサが作製出
来ること等の理由で、多方面への応用が期待出来
る。 このような有機半導体を用いた光センサは、例
えば文献（アプライド フイジツクス レターズ
（Applied Physics Letters）38(2)（1981）P.85〜
86）に開示されている。この光センサは、メロシ
アニン色素とアルミニウムとのシヨツトキー接合
を利用したものであり、この構造は、絶縁性下地
としてのポリエステルフイルム上に、第一電極と
してのITO透明電極膜が形成されていて、この第
一電極上に、真空蒸着法により、メロシアニン色
素からなる有機半導体層が形成され、さらに、こ
の有機半導体層上には第二電極としてのアルミニ
ウム電極が形成された構造である。このメロシア
ニン色素の構造式を下記（）に示す。
【化】
又、この光センサの光電流スペクトルを、縦軸
に光電流を任意スケールでとり、横軸に光センサ
に照射される光の波長をとり、光の波長に対する
光電流をプロツトして第４図に示す。このメロシ
アニン色素を有機半導体層として構成した光セン
サは400〜600nmの波長の光に対して優れた感度
を示す。 （発明が解決しようとする問題点） しかしながら、従来の有機半導体を用いた光セ
ンサでは近赤外線領域での感度に優れた光センサ
が得られなかつたため、近赤外線領域では有機半
導体を用いた光センサを使用出来ないという問題
点があつた。一方、高出力で高安定というような
良好な特性を有する発光素子の開発は、光通信の
光フアイバを低損失とすることが出来る波長帯で
ある、近赤外領域で発光する素子を中心として行
われている。従つて、有機半導体を用いた光セン
サが有する。可撓性と、大面積のものが製作可能
なこと、低価格化が可能なこと等の特性を生かし
た、近赤外領域で高感度な有機半導体を用いた光
センサの開発が望まれていた。 この発明の目的は、近赤外領域において広帯域
に高感度な特性を有する有機半導体を用いた光セ
ンサを提供することにある。 （問題点を解決するための手段） この目的の達成を図るため、この発明によれ
ば、光電変換層として有機半導体層を用いた光セ
ンサにおいて、 この有機半導体層を下記の構造式（）で表わ
されるクロロインジウムナフタロシアニンとした
ことを特徴とする。
に光電流を任意スケールでとり、横軸に光センサ
に照射される光の波長をとり、光の波長に対する
光電流をプロツトして第４図に示す。このメロシ
アニン色素を有機半導体層として構成した光セン
サは400〜600nmの波長の光に対して優れた感度
を示す。 （発明が解決しようとする問題点） しかしながら、従来の有機半導体を用いた光セ
ンサでは近赤外線領域での感度に優れた光センサ
が得られなかつたため、近赤外線領域では有機半
導体を用いた光センサを使用出来ないという問題
点があつた。一方、高出力で高安定というような
良好な特性を有する発光素子の開発は、光通信の
光フアイバを低損失とすることが出来る波長帯で
ある、近赤外領域で発光する素子を中心として行
われている。従つて、有機半導体を用いた光セン
サが有する。可撓性と、大面積のものが製作可能
なこと、低価格化が可能なこと等の特性を生かし
た、近赤外領域で高感度な有機半導体を用いた光
センサの開発が望まれていた。 この発明の目的は、近赤外領域において広帯域
に高感度な特性を有する有機半導体を用いた光セ
ンサを提供することにある。 （問題点を解決するための手段） この目的の達成を図るため、この発明によれ
ば、光電変換層として有機半導体層を用いた光セ
ンサにおいて、 この有機半導体層を下記の構造式（）で表わ
されるクロロインジウムナフタロシアニンとした
ことを特徴とする。
【化】
（作用）
このような構成によれば、クロロインジウムナ
フタロシアニンは、波長600〜1000nmの光を吸収
する性質を有しているから、この波長領域の光を
吸収することにより、クロロインジウムナフタロ
シアニン層の電子がエネルギー的に高い状態に励
起される。又、電子が抜けた跡には正孔が生ず
る。このように、電子・正孔対が形成されるため
光電変換が起こり、第一電極と第二電極との間に
電圧が生じる。従つて、近赤外光領域の600〜
1000nmの波長の光に対して高感度な光センサ素
子を得ることが出来る。 （実施例） 以下、図面を参照してこの発明の一実施例につ
き説明する。 尚、これらの図はこの発明が理解出来る程度に
概略的に示してあるにすぎず、各構成成分の寸
法、形状及び配置関係は図示例に限定されるもの
ではない。 第１図は、この発明の光センサの構造の一実施
例を示す断面図ある。 第１図において、１１は絶縁性下地とし例えば
ガラス基板を示す。このガラス基板１１上に、蒸
着法等の好適な方法により、第一電極１３として
例えばITO透明電極が設けられている。さらに、
この透明電極１３上に、蒸着法により有機半導体
層１５として下記構造式（）で表わされるクロ
ロインジウムナフタロシアニン薄膜が0.1μmの膜
厚で設けらており、さらに、この有機半導体層１
５上に第二電極１７として例えばアルミニウム背
面電極が設けられている。
フタロシアニンは、波長600〜1000nmの光を吸収
する性質を有しているから、この波長領域の光を
吸収することにより、クロロインジウムナフタロ
シアニン層の電子がエネルギー的に高い状態に励
起される。又、電子が抜けた跡には正孔が生ず
る。このように、電子・正孔対が形成されるため
光電変換が起こり、第一電極と第二電極との間に
電圧が生じる。従つて、近赤外光領域の600〜
1000nmの波長の光に対して高感度な光センサ素
子を得ることが出来る。 （実施例） 以下、図面を参照してこの発明の一実施例につ
き説明する。 尚、これらの図はこの発明が理解出来る程度に
概略的に示してあるにすぎず、各構成成分の寸
法、形状及び配置関係は図示例に限定されるもの
ではない。 第１図は、この発明の光センサの構造の一実施
例を示す断面図ある。 第１図において、１１は絶縁性下地とし例えば
ガラス基板を示す。このガラス基板１１上に、蒸
着法等の好適な方法により、第一電極１３として
例えばITO透明電極が設けられている。さらに、
この透明電極１３上に、蒸着法により有機半導体
層１５として下記構造式（）で表わされるクロ
ロインジウムナフタロシアニン薄膜が0.1μmの膜
厚で設けらており、さらに、この有機半導体層１
５上に第二電極１７として例えばアルミニウム背
面電極が設けられている。
【化】
このように構成された光センサに、ガラス基板
１１側から、50μW／cm2の光強度で、かつ、波長
を600〜1000nmの範囲で変化させて、単色光を照
射する。この時、ガラス基板１１及び透明電極１
３を透過したこの単色光が、有機半導体層１５に
吸収されて起こる光電変換により透明電極１３と
背面電極１７との間に発生する電圧（以下、開放
端電圧と称する）を測定した。第２図は、縦軸に
電圧をとり、横軸に波長をとり、光センサに照射
した光の波長に対する。両電極間に発生する開放
端電圧をプロツトして示した特性曲線図である。
第２図からも明らかなように、クロロインジウム
ナフタロシアニン薄膜の光吸収スペクトルに対応
した、近赤外線領域の600〜1000nmの波長の光に
対して、透明電極１３と背面電極１７との間に
1mV以上の開放端電圧が発生した。 次に、この光センサに、そのガラス基板１１側
から、波長を870nmと固定した光で、その光強度
を0.1〜200μW／cm2の範囲で変化させて、光を照
射する。この時透明電極１３と背面電極１７との
間に発生する開放端電圧を測定する。第３図は、
縦軸に電圧をとり、横軸に光強度をとり、光セン
サに照射する光の強度に対する開放端電圧をプロ
ツトして示した特性曲線図である。開放端電圧は
光強度に比例して変化することがわかつた。 尚、上述した実施例においては、クロロインジ
ウムナフタロシアニンの薄膜を0.1μmとして光セ
ンサを作製したが、この膜厚は実施例の膜厚に限
定されるものではなく、光センサに要求される特
性に応じた所望の膜厚とすることが出来る。 又、上述した実施例において、絶縁性下地をガ
ラス基板としたが、他の材料例えばポリエステル
フイルムのような可撓性を有する下地としても良
い。又、第一電極とした透明電極と、第二電極と
したアルミニウム背面電極とを入換えて、透明電
極側から光照射をするように光センサを構成すれ
ば、絶縁性下地は、特に透明な材質でなくとも良
い。 又、アルミニウムで構成した背面電極を、例え
ば、インジウム又はマグネシウム等としても良
い。 （発明の効果） 上述した説明からも明らかなように、この発明
によれば、有機半導体を用いた光センサにおい
て、有機半導体層をクロロインジウムナフタロシ
アニンとしてある。 このクロロインジウムナフタロシアニンは、波
長600〜1000nmの光を吸収する性質を有している
から、この波長領域の光を吸収する。従つて、こ
の光吸収により有機半導体層で光電変換が起こ
り、第一電極と第二電極との間に電圧が生じる。 これがため、近赤外光領域の600〜1000nmの波
長の光に対して高感度な光センサ素子を提供する
ことが出来る。 従つて、この発明の光センサを用いれば、近赤
外領域で使用出来、可撓性を有し、大面積で、か
つ、低価格なイメージセンサ等が実現出来る。
１１側から、50μW／cm2の光強度で、かつ、波長
を600〜1000nmの範囲で変化させて、単色光を照
射する。この時、ガラス基板１１及び透明電極１
３を透過したこの単色光が、有機半導体層１５に
吸収されて起こる光電変換により透明電極１３と
背面電極１７との間に発生する電圧（以下、開放
端電圧と称する）を測定した。第２図は、縦軸に
電圧をとり、横軸に波長をとり、光センサに照射
した光の波長に対する。両電極間に発生する開放
端電圧をプロツトして示した特性曲線図である。
第２図からも明らかなように、クロロインジウム
ナフタロシアニン薄膜の光吸収スペクトルに対応
した、近赤外線領域の600〜1000nmの波長の光に
対して、透明電極１３と背面電極１７との間に
1mV以上の開放端電圧が発生した。 次に、この光センサに、そのガラス基板１１側
から、波長を870nmと固定した光で、その光強度
を0.1〜200μW／cm2の範囲で変化させて、光を照
射する。この時透明電極１３と背面電極１７との
間に発生する開放端電圧を測定する。第３図は、
縦軸に電圧をとり、横軸に光強度をとり、光セン
サに照射する光の強度に対する開放端電圧をプロ
ツトして示した特性曲線図である。開放端電圧は
光強度に比例して変化することがわかつた。 尚、上述した実施例においては、クロロインジ
ウムナフタロシアニンの薄膜を0.1μmとして光セ
ンサを作製したが、この膜厚は実施例の膜厚に限
定されるものではなく、光センサに要求される特
性に応じた所望の膜厚とすることが出来る。 又、上述した実施例において、絶縁性下地をガ
ラス基板としたが、他の材料例えばポリエステル
フイルムのような可撓性を有する下地としても良
い。又、第一電極とした透明電極と、第二電極と
したアルミニウム背面電極とを入換えて、透明電
極側から光照射をするように光センサを構成すれ
ば、絶縁性下地は、特に透明な材質でなくとも良
い。 又、アルミニウムで構成した背面電極を、例え
ば、インジウム又はマグネシウム等としても良
い。 （発明の効果） 上述した説明からも明らかなように、この発明
によれば、有機半導体を用いた光センサにおい
て、有機半導体層をクロロインジウムナフタロシ
アニンとしてある。 このクロロインジウムナフタロシアニンは、波
長600〜1000nmの光を吸収する性質を有している
から、この波長領域の光を吸収する。従つて、こ
の光吸収により有機半導体層で光電変換が起こ
り、第一電極と第二電極との間に電圧が生じる。 これがため、近赤外光領域の600〜1000nmの波
長の光に対して高感度な光センサ素子を提供する
ことが出来る。 従つて、この発明の光センサを用いれば、近赤
外領域で使用出来、可撓性を有し、大面積で、か
つ、低価格なイメージセンサ等が実現出来る。
第１図はこの発明の光センサの一実施例を示す
断面図、第２図はこの発明の光センサの光波長に
対する光電変換特性を示す特性曲線図、第３図は
この発明の光センサの一定波長での光強度に対す
る光電変換特性を示す特性曲線図、第４図は従来
の光センサの説明に供する線図である。 １１……絶縁性下地（ガラス基板）、１３……
第一電極（ITO透明電極）、１５……有機半導体
層（クロロインジウムナフタロシアニン）、１７
……第二電極（アルミニウム背面電極）。
断面図、第２図はこの発明の光センサの光波長に
対する光電変換特性を示す特性曲線図、第３図は
この発明の光センサの一定波長での光強度に対す
る光電変換特性を示す特性曲線図、第４図は従来
の光センサの説明に供する線図である。 １１……絶縁性下地（ガラス基板）、１３……
第一電極（ITO透明電極）、１５……有機半導体
層（クロロインジウムナフタロシアニン）、１７
……第二電極（アルミニウム背面電極）。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 光電変換層として有機半導体層を用いた光セ
ンサにおいて、 該有機半導体層を下記構造式（）で表わされ
るクロロインジウムナフタロシアニンとしたこと
を特徴とする光センサ。 【化】
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60186897A JPS6247169A (ja) | 1985-08-26 | 1985-08-26 | 光センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60186897A JPS6247169A (ja) | 1985-08-26 | 1985-08-26 | 光センサ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6247169A JPS6247169A (ja) | 1987-02-28 |
| JPH0587033B2 true JPH0587033B2 (ja) | 1993-12-15 |
Family
ID=16196598
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60186897A Granted JPS6247169A (ja) | 1985-08-26 | 1985-08-26 | 光センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6247169A (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3850697T2 (de) * | 1987-04-22 | 1994-12-15 | Hitachi Chemical Co Ltd | Elektrophotographische Platte. |
| JP4192236B2 (ja) * | 2003-05-02 | 2008-12-10 | 独立行政法人産業技術総合研究所 | 太陽電池 |
| JP2008091694A (ja) * | 2006-10-03 | 2008-04-17 | Seiko Electric Co Ltd | 有機半導体光検出器 |
| JP5352133B2 (ja) * | 2008-06-20 | 2013-11-27 | 富士フイルム株式会社 | 光電変換材料、光電変換素子及び固体撮像素子 |
| US20170141320A1 (en) * | 2014-08-20 | 2017-05-18 | Toray Industries, Inc. | Photoelectric conversion element, and image sensor, solar cell, single color detection sensor and flexible sensor each of which uses said photoelectric conversion element |
-
1985
- 1985-08-26 JP JP60186897A patent/JPS6247169A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6247169A (ja) | 1987-02-28 |
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