JPWO2016194717A1 - 固体撮像素子、光電変換膜、電子ブロック層、撮像装置、および電子機器 - Google Patents
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Abstract
Description
図1を参照して、本技術の光電変換素子の概略について説明する。図1の(A)は、本技術の光電変換素子を含む固体撮像素子を説明する説明図であり、図1の(B)は、比較例に係る固体撮像素子を説明する説明図である。
次に、図2を参照して、本技術の一実施の形態に係る光電変換素子の構成について説明する。図2は、本技術の一実施の形態に係る光電変換素子の構成を示す概略図である。
本技術を適用した固体撮像素子における光電変換素子101の光電変換層108は、上述した化学式(1)の化合物により構成される。このうち、例えば、図3で示される化合物1乃至9について説明する。この化合物1乃至9は、以下の化学式(10)乃至化学式(18)で表される化合物である。
以上においては、光電変換層108の光電変換膜として、上述の化学式(1)の化合物を使用する例について説明してきたが、化学式(1)の化合物は、透明性を保ちつつ耐熱性を備えており、さらに、暗電流を低減させることがわかっている。
さらに、化学式(1)の化合物を電子ブロック層106に適用する場合、緑色光電変換膜として使用することで高い効果を得ることができる。以下に、化学式(1)の化合物を電子ブロック層106に適用する場合、緑色光電変換膜として適用することで高い効果が得られる理由について説明する。
緑色光を吸収する光電変換膜では、一般的に、ホールを輸送するために5.3乃至5.8eVの範囲のエネルギー凖位を持つP型半導体材料が用いられることが多い。
緑色光を吸収する光電変換膜では、一般的に、ホールを輸送するために1×10-3乃至1×10-6cm2/Vsの範囲のホール移動度が設けられることが多い。
緑色光を吸収する光電変換膜を用いた固体撮像素子においては、緑色光電変換膜の上下に透明電極を形成する。
緑色光を吸収する光電変換膜を用いた固体撮像素子では、形成された有機光電変換膜の、受光面垂直方向と水平方向のキャリア移動度を考慮する必要がある。
次に、図5および6を参照して、本技術の光電変換素子が適用される固体撮像素子の構成について説明する。図5は、本技術の光電変換素子が適用される固体撮像素子の構造を示す概略図である。
続いて、図7を参照して、本技術の光電変換素子が適用される電子機器の構成について説明する。図7は、本技術の光電変換素子が適用される電子機器の構成を説明するブロック図である。
<1> 下記化学式(1)で表される化合物を含む固体撮像素子。
Aは、アリール基、またはヘテロアリール基からなる化合物であり、
Y1、Y2は窒素原子、ホウ素原子、リン原子からなる群より選択される1つの原子を介して連結する連結器を表し、
X1、X2は酸素原子、硫黄原子、炭素原子、窒素原子、りん原子、ケイ素原子からなる群より選択される1つの原子を介して連結する連結器を表し、
L1およびL2、並びにL3およびL4のそれぞれのいずれか一方は互いに結合して酸素原子、硫黄原子、炭素原子、窒素原子、リン原子およびケイ素原子からなる群より選択される1つの原子を介して連結する連結器を表し、
L5およびL6、並びにL7およびL8のそれぞれのいずれか一方は互いに結合して酸素原子、硫黄原子、炭素原子、窒素原子、リン原子およびケイ素原子からなる群より選択される1つの原子を介して連結する連結器を表し、
R1乃至R16は、それぞれ独立した水素原子、または、水素原子以外の置換基からなる群より選択される1つの原子を介して連結する連結器を表す。
<2> 前記Aは、分子量が75より大きい
<1>に記載の固体撮像素子。
<3> 前記化学式(1)で表される化合物は分子量が620より大きい
<1>または<2>に記載の固体撮像素子。
<4> 前記化学式(1)で表される化合物は分子量が1000より小さい
<1>乃至<3>のいずれかに記載の固体撮像素子。
<5> 前記Aは以下の化学式(3)乃至化学式(6)の化合物を含み、
前記化学式(4)におけるnは、n=1乃至5であり、
前記化学式(6)のR21は、アリール基、または、ヘテロアリール基である
<1>乃至<4>のいずれかに記載の固体撮像素子。
<6> 前記化学式(1)で表される化合物は、以下の化学式(9)の化合物を含み、
<1>に記載の固体撮像素子。
<7> 一対の電極の間に積層されるいずれかの層が、前記化学式(1)の化合物より構成される
<1>乃至<6>のいずれかに記載の固体撮像素子。
<8> 前記一対の電極の間に、
入射光を光電変換する光電変換層と、
前記光電変換層に対して電子をブロッキングする電子ブロッキング層とをさらに含み、
前記電子ブロッキング層が、前記化学式(1)の化合物より構成される
<7>に記載の固体撮像素子。
<9> 前記光電変換層は、緑色光を光電変換する
<8>に記載の固体撮像素子。
<10> 下記化学式(1)で表される化合物を含む光電変換膜。
Aは、アリール基、またはヘテロアリール基からなる化合物であり、
Y1、Y2は窒素原子、ホウ素原子、リン原子からなる群より選択される1つの原子を介して連結する連結器を表し、
X1、X2は酸素原子、硫黄原子、炭素原子、窒素原子、りん原子、ケイ素原子からなる群より選択される1つの原子を介して連結する連結器を表し、
L1およびL2、並びにL3およびL4のそれぞれのいずれか一方は互いに結合して酸素原子、硫黄原子、炭素原子、窒素原子、リン原子およびケイ素原子からなる群より選択される1つの原子を介して連結する連結器を表し、
L5およびL6、並びにL7およびL8のそれぞれのいずれか一方は互いに結合して酸素原子、硫黄原子、炭素原子、窒素原子、リン原子およびケイ素原子からなる群より選択される1つの原子を介して連結する連結器を表し、
R1乃至R16は、それぞれ独立した水素原子、または、水素原子以外の置換基からなる群より選択される1つの原子を介して連結する連結器を表す。
<11> 下記化学式(1)で表される化合物を含む電子ブロック層。
Aは、アリール基、またはヘテロアリール基からなる化合物であり、
Y1、Y2は窒素原子、ホウ素原子、リン原子からなる群より選択される1つの原子を介して連結する連結器を表し、
X1、X2は酸素原子、硫黄原子、炭素原子、窒素原子、りん原子、ケイ素原子からなる群より選択される1つの原子を介して連結する連結器を表し、
L1およびL2、並びにL3およびL4のそれぞれのいずれか一方は互いに結合して酸素原子、硫黄原子、炭素原子、窒素原子、リン原子およびケイ素原子からなる群より選択される1つの原子を介して連結する連結器を表し、
L5およびL6、並びにL7およびL8のそれぞれのいずれか一方は互いに結合して酸素原子、硫黄原子、炭素原子、窒素原子、リン原子およびケイ素原子からなる群より選択される1つの原子を介して連結する連結器を表し、
R1乃至R16は、それぞれ独立した水素原子、または、水素原子以外の置換基からなる群より選択される1つの原子を介して連結する連結器を表す。
<12> 下記化学式(1)で表される化合物を含む撮像装置。
Aは、アリール基、またはヘテロアリール基からなる化合物であり、
Y1、Y2は窒素原子、ホウ素原子、リン原子からなる群より選択される1つの原子を介して連結する連結器を表し、
X1、X2は酸素原子、硫黄原子、炭素原子、窒素原子、りん原子、ケイ素原子からなる群より選択される1つの原子を介して連結する連結器を表し、
L1およびL2、並びにL3およびL4のそれぞれのいずれか一方は互いに結合して酸素原子、硫黄原子、炭素原子、窒素原子、リン原子およびケイ素原子からなる群より選択される1つの原子を介して連結する連結器を表し、
L5およびL6、並びにL7およびL8のそれぞれのいずれか一方は互いに結合して酸素原子、硫黄原子、炭素原子、窒素原子、リン原子およびケイ素原子からなる群より選択される1つの原子を介して連結する連結器を表し、
R1乃至R16は、それぞれ独立した水素原子、または、水素原子以外の置換基からなる群より選択される1つの原子を介して連結する連結器を表す。
<13> 下記化学式(1)で表される化合物を含む電子機器。
Aは、アリール基、またはヘテロアリール基からなる化合物であり、
Y1、Y2は窒素原子、ホウ素原子、リン原子からなる群より選択される1つの原子を介して連結する連結器を表し、
X1、X2は酸素原子、硫黄原子、炭素原子、窒素原子、りん原子、ケイ素原子からなる群より選択される1つの原子を介して連結する連結器を表し、
L1およびL2、並びにL3およびL4のそれぞれのいずれか一方は互いに結合して酸素原子、硫黄原子、炭素原子、窒素原子、リン原子およびケイ素原子からなる群より選択される1つの原子を介して連結する連結器を表し、
L5およびL6、並びにL7およびL8のそれぞれのいずれか一方は互いに結合して酸素原子、硫黄原子、炭素原子、窒素原子、リン原子およびケイ素原子からなる群より選択される1つの原子を介して連結する連結器を表し、
R1乃至R16は、それぞれ独立した水素原子、または、水素原子以外の置換基からなる群より選択される1つの原子を介して連結する連結器を表す。
Claims (13)
- 下記化学式(1)で表される化合物を含む固体撮像素子。
Aは、アリール基、またはヘテロアリール基からなる化合物であり、
Y1、Y2は窒素原子、ホウ素原子、リン原子からなる群より選択される1つの原子を介して連結する連結器を表し、
X1、X2は酸素原子、硫黄原子、炭素原子、窒素原子、りん原子、ケイ素原子からなる群より選択される1つの原子を介して連結する連結器を表し、
L1およびL2、並びにL3およびL4のそれぞれのいずれか一方は互いに結合して酸素原子、硫黄原子、炭素原子、窒素原子、リン原子およびケイ素原子からなる群より選択される1つの原子を介して連結する連結器を表し、
L5およびL6、並びにL7およびL8のそれぞれのいずれか一方は互いに結合して酸素原子、硫黄原子、炭素原子、窒素原子、リン原子およびケイ素原子からなる群より選択される1つの原子を介して連結する連結器を表し、
R1乃至R16は、それぞれ独立した水素原子、または、水素原子以外の置換基からなる群より選択される1つの原子を介して連結する連結器を表す。 - 前記Aは、分子量が75より大きい
請求項1に記載の固体撮像素子。 - 前記化学式(1)で表される化合物は分子量が620より大きい
請求項1に記載の固体撮像素子。 - 前記化学式(1)で表される化合物は分子量が1000より小さい
請求項1に記載の固体撮像素子。 - 一対の電極の間に積層されるいずれかの層が、前記化学式(1)の化合物より構成される
請求項1に記載の固体撮像素子。 - 前記一対の電極の間に、
入射光を光電変換する光電変換層と、
前記光電変換層に対して電子をブロッキングする電子ブロッキング層とをさらに含み、
前記電子ブロッキング層が、前記化学式(1)の化合物より構成される
請求項7に記載の固体撮像素子。 - 前記光電変換層は、緑色光を光電変換する
請求項8に記載の固体撮像素子。 - 下記化学式(1)で表される化合物を含む光電変換膜。
Aは、アリール基、またはヘテロアリール基からなる化合物であり、
Y1、Y2は窒素原子、ホウ素原子、リン原子からなる群より選択される1つの原子を介して連結する連結器を表し、
X1、X2は酸素原子、硫黄原子、炭素原子、窒素原子、りん原子、ケイ素原子からなる群より選択される1つの原子を介して連結する連結器を表し、
L1およびL2、並びにL3およびL4のそれぞれのいずれか一方は互いに結合して酸素原子、硫黄原子、炭素原子、窒素原子、リン原子およびケイ素原子からなる群より選択される1つの原子を介して連結する連結器を表し、
L5およびL6、並びにL7およびL8のそれぞれのいずれか一方は互いに結合して酸素原子、硫黄原子、炭素原子、窒素原子、リン原子およびケイ素原子からなる群より選択される1つの原子を介して連結する連結器を表し、
R1乃至R16は、それぞれ独立した水素原子、または、水素原子以外の置換基からなる群より選択される1つの原子を介して連結する連結器を表す。 - 下記化学式(1)で表される化合物を含む電子ブロック層。
Aは、アリール基、またはヘテロアリール基からなる化合物であり、
Y1、Y2は窒素原子、ホウ素原子、リン原子からなる群より選択される1つの原子を介して連結する連結器を表し、
X1、X2は酸素原子、硫黄原子、炭素原子、窒素原子、りん原子、ケイ素原子からなる群より選択される1つの原子を介して連結する連結器を表し、
L1およびL2、並びにL3およびL4のそれぞれのいずれか一方は互いに結合して酸素原子、硫黄原子、炭素原子、窒素原子、リン原子およびケイ素原子からなる群より選択される1つの原子を介して連結する連結器を表し、
L5およびL6、並びにL7およびL8のそれぞれのいずれか一方は互いに結合して酸素原子、硫黄原子、炭素原子、窒素原子、リン原子およびケイ素原子からなる群より選択される1つの原子を介して連結する連結器を表し、
R1乃至R16は、それぞれ独立した水素原子、または、水素原子以外の置換基からなる群より選択される1つの原子を介して連結する連結器を表す。 - 下記化学式(1)で表される化合物を含む撮像装置。
Aは、アリール基、またはヘテロアリール基からなる化合物であり、
Y1、Y2は窒素原子、ホウ素原子、リン原子からなる群より選択される1つの原子を介して連結する連結器を表し、
X1、X2は酸素原子、硫黄原子、炭素原子、窒素原子、りん原子、ケイ素原子からなる群より選択される1つの原子を介して連結する連結器を表し、
L1およびL2、並びにL3およびL4のそれぞれのいずれか一方は互いに結合して酸素原子、硫黄原子、炭素原子、窒素原子、リン原子およびケイ素原子からなる群より選択される1つの原子を介して連結する連結器を表し、
L5およびL6、並びにL7およびL8のそれぞれのいずれか一方は互いに結合して酸素原子、硫黄原子、炭素原子、窒素原子、リン原子およびケイ素原子からなる群より選択される1つの原子を介して連結する連結器を表し、
R1乃至R16は、それぞれ独立した水素原子、または、水素原子以外の置換基からなる群より選択される1つの原子を介して連結する連結器を表す。 - 下記化学式(1)で表される化合物を含む電子機器。
Aは、アリール基、またはヘテロアリール基からなる化合物であり、
Y1、Y2は窒素原子、ホウ素原子、リン原子からなる群より選択される1つの原子を介して連結する連結器を表し、
X1、X2は酸素原子、硫黄原子、炭素原子、窒素原子、りん原子、ケイ素原子からなる群より選択される1つの原子を介して連結する連結器を表し、
L1およびL2、並びにL3およびL4のそれぞれのいずれか一方は互いに結合して酸素原子、硫黄原子、炭素原子、窒素原子、リン原子およびケイ素原子からなる群より選択される1つの原子を介して連結する連結器を表し、
L5およびL6、並びにL7およびL8のそれぞれのいずれか一方は互いに結合して酸素原子、硫黄原子、炭素原子、窒素原子、リン原子およびケイ素原子からなる群より選択される1つの原子を介して連結する連結器を表し、
R1乃至R16は、それぞれ独立した水素原子、または、水素原子以外の置換基からなる群より選択される1つの原子を介して連結する連結器を表す。
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