TW201938536A - 光電轉換元件、攝像元件、光感測器、化合物 - Google Patents

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Abstract

本發明提供一種光電變換元件、攝像元件、光感測器及化合物,該光電變換元件具有吸收峰的半寬度窄之光電轉換膜。本發明的光電變換元件依次具有導電性膜、光電轉換膜及透明導電性膜,其中,光電轉換膜包含式(1)所表示之化合物。

Description

光電變換元件、攝像元件、光感測器、化合物
本發明係關於一種光電變換元件、攝像元件、光感測器及化合物。
近年來,正在進行具有光電轉換膜之元件(例如,攝像元件)的開發。
關於使用光電轉換膜之光電變換元件,例如,在專利文獻1中揭示有具有包含特定的化合物之光電轉換膜之光電變換元件。
[先前技術文獻]
[專利文獻]
[專利文獻1]日本特開2012-077064號公報
作為攝像元件的一態樣,可以舉出將複數個所接受之光的種類不同之光電變換元件進行積層而成之積層型攝像元件。當光向該攝像元件內入射時,入射光的一部分被配置於入射側之光電變換元件吸收而所透射之光進一步被配置於內側之光電變換元件吸收。在該種攝像元件中,各光電變換元件的吸收峰的半寬度窄者容易分色,因此較佳。
本發明人等針對專利文獻1中所記載之光電變換元件的特性進行研究之結果,光電變換元件內的光電轉換膜的吸收峰的半寬度寬,需要進一步進行改善。
鑑於上述實際情況,本發明的課題在於提供一種具有吸收峰的半寬度窄之光電轉換膜之光電變換元件。
又,本發明的課題還在於提供一種攝像元件、光感測器及化合物。
本發明人等對上述課題進行了深入研究,其結果發現,藉由將具有特性結構之化合物用於光電轉換膜,能夠解決上述課題,以至於完成了本發明。
(1)一種光電變換元件,依次具有導電性膜、光電轉換膜及透明導電性膜,其中
光電轉換膜包含後述之式(1)所表示之化合物。
(2)如(1)所述之光電變換元件,其中
式(1)所表示之化合物為後述之式(2)所表示之化合物。
(3)如(1)或(2)所述之光電變換元件,其中
式(1)所表示之化合物為後述之式(3)所表示之化合物。
(4)如(1)~(3)中任一項所述之光電變換元件,其中
式(1)所表示之化合物為後述之式(4)所表示之化合物。
(5)如(1)~(4)中任一項所述之光電變換元件,其中
Ra1 及Ra2 分別獨立地表示碳數3以上的取代基。
(6)如(1)~(5)中任一項所述之光電變換元件,其中
Ra1 及Ra2 分別獨立地表示碳數3以上的二級烷基、碳數3以上的芳基或碳數3以上的雜芳基。
(7)如(1)~(6)中任一項所述之光電變換元件,其中
光電轉換膜還包含n型有機半導體,
光電轉換膜具有在混合式(1)所表示之化合物與n型有機半導體之狀態下形成之本體異質結構。
(8)如(1)~(7)中任一項所述之光電變換元件,其中
在導電性膜與透明導電性膜之間,除了光電轉換膜以外,具有1種以上中間層。
(9)一種攝像元件,其具有(1)~(8)中任一項所述之光電變換元件。
(10)如(9)所述之攝像元件,其還具有接受與光電變換元件所接受之光不同之波長的光之其他光電變換元件。
(11)如(10)所述之攝像元件,其中
光電變換元件與其他光電變換元件被積層,
入射光中的至少一部分透射光電變換元件之後,由其他光電變換元件來接受光。
(12)如(10)或(11)所述之攝像元件,其中
光電變換元件為綠色光電變換元件,
其他光電變換元件包含藍色光電變換元件及紅色光電變換元件。
(13)一種光感測器,其具有(1)~(8)中任一項所述之光電變換元件。
(14)一種化合物,其由式(1)表示。
(15)如(14)所述之化合物,其由式(2)表示。
(16)如(14)或(15)所述之化合物,其由式(3)表示。
(17)如(14)~(16)中任一項所述之化合物,其由式(4)表示。
(18)如(14)~(17)中任一項所述之化合物,其中
Ra1 及Ra2 分別獨立地表示碳數3以上的取代基。
(19)如(14)~(18)中任一項所述之化合物,其中
Ra1 及Ra2 分別獨立地表示碳數3以上的二級烷基、碳數3以上的芳基或碳數3以上的雜芳基。
[發明效果]
依本發明,能夠提供一種具有吸收峰的半寬度窄之光電轉換膜之光電變換元件。
又,依本發明,能夠提供一種攝像元件、光感測器及化合物。
以下,對本發明的光電變換元件的較佳實施形態進行說明。
另外,本說明書中,關於未註明經取代或未經取代之取代基等,在不損害目標效果之範圍內,可以在該基團上進一步取代有取代基(例如,後述之取代基W)。例如,標記“烷基”係指可以取代有取代基(例如,後述之取代基W)之烷基。
又,本說明書中,使用“~”表示之數值範圍係指將“~”前後所記載之數值作為下限值及上限值而包含之範圍。
作為本發明的光電變換元件的特徵點,可以舉出在包含於光電轉換膜中且由後述之式(1)所表示之化合物(以下,亦稱為“特定化合物”。)中導入大體積取代基這一點。更具體而言,如下推測:藉由在式(1)中的Ra1 及Ra2 的位置導入大體積取代基而扭轉特定化合物本身的結構,從而抑制光電轉換膜中的特定化合物彼此的締合,作為結果,光電轉換膜的吸收峰的半寬度變窄。
圖1中示出本發明的光電變換元件的一實施形態的剖面示意圖。
圖1所示之光電轉換元件10a具有依次積層有如下之構成:作為下部電極發揮功能之導電性膜(以下,亦記為下部電極)11;電子阻擋膜(electron blocking film)16A;包含後述之特定化合物之光電轉換膜12;及作為上部電極發揮功能之透明導電性膜(以下,亦記為上部電極)15。
在圖2中示出另一光電轉換元件的構成例。圖2所示之光電轉換元件10b具有在下部電極11上依次積層有電子阻擋膜16A、光電轉換膜12、電洞阻擋膜16B及上部電極15之構成。另外,圖1及圖2中的電子阻擋膜16A、光電轉換膜12及電洞阻擋膜16B的積層順序亦可以根據用途及特性適當變更。
在光電變換元件10a(或10b)中,光經由上部電極15入射到光電轉換膜12為較佳。
又,當使用光電轉換元件10a(或10b)時,能夠施加電壓。在該情況下,下部電極11與上部電極15構成一對電極,對該一對電極間施加1×10-5 ~1×107 V/cm的電壓為較佳。從性能及耗電量的觀點而言,作為被施加之電壓,1×10-4 ~1×107 V/cm為更佳,1×10-3 ~5×106 V/cm為進一步較佳。
另外,關於電壓施加方法,在圖1及圖2中,以電子阻擋膜16A側成為陰極且光電轉換膜12側成為陽極之方式施加為較佳。將光電轉換元件10a(或10b)用作光感測器之情況,又,在組裝於攝像元件之情況下,亦能夠藉由同樣的方法施加電壓。
如在後段中的詳細敘述,光電轉換元件10a(或10b)能夠較佳地適用於攝像元件用途中。
以下,對構成本發明的光電變換元件之各層的形態進行詳細敘述。
<光電轉換膜>
光電轉換膜係一種作為光電轉換材料而包含特定化合物之膜。藉由使用該化合物可獲得具有吸收峰的半寬度窄之光電轉換膜之光電變換元件。
以下,對特定化合物進行詳細敘述。
另外,式(1)中,關於可基於由R1 所鍵結之碳原子和與其相鄰之碳原子構成之C=C雙鍵區分之幾何異構物,式(1)包含其任何一種。亦即,基於上述C=C雙鍵區分之順式體及反式體均包含於式(1)中。
[化學式1]
式(1)中,Ar1 表示可以具有取代基之芳基或可以具有取代基之雜芳基。
芳基中的碳數並沒有特別限制,6~30為較佳,6~18為更佳,6為進一步較佳。芳基可以為單環結構,亦可以為2個以上的環縮環之縮環結構(縮合環結構)。
作為芳基,例如,苯基、萘基或蒽基為較佳,苯基為更佳。
作為芳基可具有之取代基,可以舉出後述之取代基W,例如,可以舉出烷基。
芳基可以具有複數種取代基。
當芳基具有取代基時,芳基所具有之取代基的數量並沒有特別限制,從光電轉換膜的吸收峰的半寬度更窄之觀點(以下,亦簡稱為“本發明的效果更加優異之觀點”。)考慮,1~5為較佳,2~3為更佳。
雜芳基(1價的芳香族雜環基)中的碳數並沒有特別限制,3~30為較佳,3~18為更佳。
雜芳基具有除了碳原子及氫原子以外之雜原子。作為雜原子,例如,可以舉出硫原子、氧原子、氮原子、硒原子、碲原子、磷原子、矽原子及硼原子,硫原子、氧原子或氮原子為較佳。
雜芳基所具有之雜原子的數量並沒有特別限制,1~10為較佳,1~4為更佳,1~2為進一步較佳。
雜芳基的環員數並沒有特別限制,3~8為較佳,5~7為更佳,5~6為進一步較佳。另外,雜芳基可以為單環結構,亦可以為2個以上的環縮環之縮環結構。當為縮環結構時,可以包含不具有雜原子之芳香族烴環(例如,苯環)。
作為雜芳基,例如,可以舉出呋喃基、吡啶基、喹啉基、異喹啉基、吖啶基、啡啶基、喋啶基(pteridinyl group)、吡口井基(pyrazinyl group)、喹喔啉基、嘧啶基、喹唑啉基、噠口井基、噌啉基、呔口井基(phthalazinyl group)、三口井基、㗁唑基、苯并㗁唑基、噻唑基、苯并噻唑基、咪唑基、苯并咪唑基、吡唑基、吲唑基、異㗁唑基、苯并異㗁唑基、異噻唑基、苯并異噻唑基、㗁二唑基、噻二唑基、三唑基、四唑基、苯并呋喃基、噻吩基、苯并噻吩基、二苯并呋喃基、二苯并噻吩基、吡咯基、吲哚基、咪唑并吡啶基及咔唑基。
其中,呋喃基、噻吩基、吡啶基、喹啉基、異喹啉基或咔唑基為較佳。
作為雜芳基可具有之取代基,同樣地可以舉出上述芳基可具有之取代基。
當雜芳基具有取代基時,雜芳基所具有之取代基的數量並沒有特別限制,1~5為較佳,1~3為更佳。
R1 表示氫原子或取代基。其中,從本發明的效果更加優異之觀點考慮,R1 為氫原子為較佳。
上述取代基的定義與後述之取代基W的含義相同。作為取代基,例如,可以舉出烷基、芳基及雜芳基。
X1 ~X3 分別獨立地表示CR2 (=CR2 -)或氮原子(=N-)。R2 表示氫原子或取代基。取代基的定義與後述之取代基W的含義相同。其中,作為取代基,例如,可以舉出烷基、芳基及雜芳基。
Ra1 及Ra2 分別獨立地表示碳數2以上的取代基。
從本發明的效果更加優異之觀點考慮,碳數2以上的取代基中所包含之碳數為3以上為較佳。亦即,碳數2以上的取代基為碳數3以上的取代基為較佳。碳數的上限並沒有特別限制,可以舉出10以下。
作為上述碳數2以上的取代基,例如,可以舉出可以包含雜原子之碳數2以上的脂肪族烴基及碳數2以上的芳香族基。
作為脂肪族烴基,例如,可以舉出烷基、烯基及炔基。該等基團中,可以包含氧原子、氮原子及硫原子等雜原子。
作為芳香族基,可以舉出芳基及雜芳基。
其中,從本發明的效果更加優異之觀點考慮,作為碳數2以上的取代基,碳數3以上的二級烷基、碳數3以上的芳基或碳數3以上的雜芳基為較佳。
二級烷基係指,具有二級碳原子之烷基。
作為碳數3以上的二級烷基,例如,可以舉出異丙基、異丁基、戊烷-2-基、戊烷-3-基及3-甲基-2-戊基。
作為碳數3以上的芳基,可以舉出Ar1 所表示之芳基中例示之基團。
作為碳數3以上的雜芳基,可以舉出Ar1 所表示之雜芳基中例示之基團。
L1 表示碳原子、矽原子或鍺原子。其中,從本發明的效果更加優異之觀點考慮,碳原子為較佳。
B1 表示可以具有取代基之芳香環。
芳香環可以為單環,亦可以為多環。
作為芳香環,可以舉出芳香族烴環及芳香族雜環。作為芳香族烴環,例如,可以舉出苯環、萘環、蒽環及菲環。作為芳香族雜環,例如,可以舉出吡咯環、呋喃環、噻吩環、咪唑環及㗁唑環。
其中,從本發明的效果更加優異之觀點考慮,芳香族烴環為較佳,苯環為更佳。
取代基的定義與後述之取代基W的含義相同。作為取代基,例如,可以舉出烷基、芳基及雜芳基。該等基團可以還具有取代基。
Y表示式(1-1)所表示之基團或式(1-2)所表示之基團。其中,從本發明的效果更加優異之觀點考慮,式(1-1)所表示之基團為較佳。式(1-1)及式(1-2)中的*表示鍵結位置。
A1 表示包含至少2個碳原子之環。另外,2個碳原子係指,式(1-1)中所明示之羰基中的碳原子及與上述羰基的碳原子相鄰之式(1-1)中所明示之碳原子,任何碳原子均為構成A1 之原子。
又,關於上述環,構成環之碳原子可以被其他羰基碳(>C=O)、或硫代羰基碳(>C=S)取代。另外,此處提及之其他羰基碳(>C=O)係指,除了式(1-1)中所明示之羰基碳以外,構成環之碳原子所具有之羰基碳。
A1 的碳數為3~30為較佳,3~20為更佳,3~15為進一步較佳。另外,上述碳數為包含式中所明示之2個碳原子之數。
A1 可以具有雜原子,例如,可以舉出氮原子、硫原子、氧原子、硒原子、碲原子、磷原子、矽原子及硼原子,氮原子、硫原子或氧原子為較佳,氧原子為更佳。
A1 中的雜原子的數為0~10為較佳,0~5為更佳,0~2為進一步較佳。另外,上述雜原子的數為藉由構成A1 所表示之環之碳原子被羰基碳(>C=O)或硫代羰基碳(>C=S)取代而被導入到環之雜原子(係指包含式(1-1)中所明示之羰基碳)的數及不包含由A1 的取代基所具有之雜原子的數。
A1 可以具有取代基,作為取代基,可以為鹵素原子(較佳為氯原子)、烷基(直鏈狀、支鏈狀及環狀中的任一種。碳數為1~10為較佳,1~6為更佳)、芳基(碳數為6~18為較佳,6為更佳。)、雜芳基(碳數為5~18為較佳,5~6為更佳),或甲矽烷基(可以為直鏈狀、支鏈狀及環狀中的任一種。矽數為1~4為較佳,1為更加)為較佳。
A1 可以顯示出芳香族性,亦可以不顯示出芳香族性。
A1 可以為單環結構,亦可以為縮環結構,但包含5員環、6員環或5員環及6員環中的至少任一種之縮合環為較佳。形成上述縮合環之環的數量為1~4為較佳,1~3為更佳。
作為A1 所表示之環,通常用作酸性核(具體而言,部花青色素中的酸性核)者為較佳,作為其具體例,可以舉出以下。
(a)1,3-二羰基核:例如,1,3-二氫茚二酮核、1,3-環己烷二酮、5,5-二甲基-1,3-環己烷二酮及1,3-二㗁烷-4,6-二酮等。
(b)吡唑啉酮核:例如,1-苯基-2-吡唑啉-5-酮、3-甲基-1-苯基-2-吡唑啉-5-酮及1-(2-苯並噻唑基)-3-甲基-2-吡唑啉-5-酮等。
(c)異㗁唑啉酮核:例如,3-苯基-2-異㗁唑啉-5-酮及3-甲基-2-異㗁唑啉-5-酮等。
(d)羥吲哚核:例如,1-烷基-2,3-二氫-2-羥吲哚等。
(e)2,4,6-三酮六氫嘧啶核:例如,巴比妥酸或2-硫代巴比妥酸及其衍生物等。作為衍生物,例如可以舉出1-甲基、1-乙基等1-烷基體、1,3-二甲基、1,3-二乙基及1,3-二丁基等1,3-二烷基體、1,3-二苯基、1,3-二(對氯苯基)及1,3-二(對乙氧基羰基苯基)等1,3-二芳基體、1-乙基-3-苯基等1-烷基-1-芳基體以及1,3-二(2-吡啶基)等1,3-二雜芳基體等。
(f)2-硫代-2,4-噻唑啶二酮核:例如,繞丹寧及其衍生物等。作為衍生物,例如可以舉出3-甲基繞丹寧、3-乙基繞丹寧及3-烯丙基繞丹寧等3-烷基繞丹寧、3-苯基繞丹寧等3-芳基繞丹寧以及3-(2-吡啶基)繞丹寧等3-雜芳基繞丹寧等。
(g)2-硫代-2,4-㗁唑啶二酮核(2-硫代-2,4-(3H,5H)-㗁唑二酮核):例如,3-乙基-2-硫代-2,4-㗁唑啶二酮等。
(h)噻茚核:例如,3(2H)-噻茚-1,1-二氧化物等。
(i)2-硫代-2,5-噻唑啶二酮核:例如,3-乙基-2-硫代-2,5-噻唑啶二酮等。
(j)2,4-噻唑啶二酮核:例如,2,4-噻唑啶二酮、3-乙基-2,4-噻唑啶二酮及3-苯基-2,4-噻唑啶二酮等。
(k)噻唑啉-4-酮核:例如,4-噻唑啉酮及2-乙基-4-噻唑啉酮等。
(l)2,4-咪唑啶二酮(乙內醯脲)核:例如,2,4-咪唑啶二酮及3-乙基-2,4-咪唑啶二酮等。
(m)2-硫代-2,4-咪唑啶二酮(2-硫代乙內醯脲)核:例如,2-硫代-2,4-咪唑啶二酮及3-乙基-2-硫代-2,4-咪唑啶二酮等。
(n)咪唑啉-5-酮核:例如,2-丙基巰基-2-咪唑啉-5-酮等。
(o)3,5-吡唑啶二酮核:例如,1,2-二苯基-3,5-吡唑啶二酮及1,2-二甲基-3,5-吡唑啶二酮等。
(p)苯并噻吩-3(2H)-酮核:例如,苯并噻吩-3(2H)-酮、氧代苯并噻吩-3(2H)-酮及二氧代苯并噻吩-3(2H)-酮等。
(q)茚酮核:例如,1-茚酮、3-苯基-1-茚酮、3-甲基-1-茚酮、3,3-二苯基-1-茚酮及3,3-二甲基-1-茚酮等。
(r)苯并呋喃-3-(2H)-酮核:例如,苯并呋喃-3-(2H)-酮等。
(s)2,2-二氫葩-1,3-二酮核等。
Rb1 及Rb2 分別獨立地表示氰基或-COORd1
Rd1 表示烷基或芳基。
Ra1 及Ra2 可以相互鍵結而形成環。更具體而言,Ra1 及Ra2 可以藉由單鍵或連結基相互鍵結而形成環。作為連結基,例如,可以舉出-O-、-S-、伸烷基、亞矽基、伸烯基、伸環烷基、伸環烯基、伸芳基、2價的雜環基及亞胺基。
當Ra1 及Ra2 相互鍵結而形成環時,作為結果,包含Ra1 及Ra2 且所形成之結構中所包含之碳數成為4以上。
作為Ra1 及Ra2 相互鍵結而形成之環,可以舉出芳香環(芳香族烴環或芳香族雜環)及非芳香環。
作為芳香環,例如,可以舉出苯環及茀環。
另外,當Ra1 及Ra2 相互鍵結而形成環時,特定化合物為以下式(1-3)所表示之化合物為較佳。
[化學式2]
式(1-3)中,Ar1 、X1 ~X3 、R1 、L1 、B1 及Y的定義為如上所述。
Ra3 及Ra4 分別獨立地表示碳數2以上的2價的取代基。
從本發明的效果更加優異之觀點考慮,碳數2以上的2價的取代基中所包含之碳數為3以上為較佳。亦即,碳數2以上的2價的取代基為碳數3以上的2價的取代基為較佳。碳數的上限並沒有特別限制,可以舉出10以下。
作為上述碳數2以上的2價的取代基,例如,可以舉出可以包含雜原子之碳數2以上的2價的脂肪族烴基及碳數2以上的2價的芳香族基。
作為脂肪族烴基,例如,可以舉出伸烷基、伸烯基及伸炔基。該等基團中可以包含氧原子、氮原子及硫原子等雜原子。
作為芳香族基,可以舉出伸芳基及伸雜芳基。
其中,從本發明的效果更加優異之觀點考慮,碳數3以上的伸芳基(例如,伸苯基)或碳數3以上的伸雜芳基為較佳。
L2 表示單鍵或連結基(2價的連結基)。作為連結基,例如,可以舉出-O-、-S-、伸烷基、亞矽基、伸烯基、伸環烷基、伸環烯基、伸芳基、2價的雜環基或亞胺基。
從避免蒸鍍適應性的劣化之觀點考慮,特定化合物不具有羧基、羧基的鹽、磷酸基、磷酸基的鹽、磺酸基及磺酸基的鹽中的任一種。
更具體而言,作為特定化合物中的取代基,不具有羧基、羧基的鹽、磷酸基、磷酸基的鹽、磺酸基及磺酸基的鹽中的任一種。
從本發明的效果更加優異之觀點考慮,特定化合物為式(2)所表示之化合物為較佳,式(3)所表示之化合物為更佳,式(4)所表示之化合物為進一步較佳。
[化學式3]
式(2)中,Ar1 、R1 、Ra1 、Ra2 、B1 及A1 的定義如上所述。
R3 ~R5 分別獨立地表示氫原子或取代基。取代基的定義與後述之取代基W的含義相同。
另外,式(2)所表示之化合物不具有羧基、羧基的鹽、磷酸基、磷酸基的鹽、磺酸基及磺酸基的鹽中的任一種。
另外,當Ra1 及Ra2 形成環時,式(2)所表示之化合物為式(2-1)所表示之化合物為較佳。
[化學式4]
式(2-1)中,Ar1 、R1 、B1 、R3 ~R5 及A1 的定義如上所述。
式(2-1)中,Ra3 、Ra4 及L2 的定義與式(1-3)中的各基團的定義相同。
另外,式(2-1)所表示之化合物不具有羧基、羧基的鹽、磷酸基、磷酸基的鹽、磺酸基及磺酸基的鹽中的任一種。
[化學式5]
式(3)中,Ar1 、R1 、R3 ~R5 、Ra1 及Ra2 的定義如上所述。
R6 ~R13 分別獨立地表示氫原子或取代基。取代基的定義與後述之取代基W的含義相同。
R10 與R11 、R11 與R12 、R12 與R13 可以分別獨立地相互鍵結而形成環。所形成之環的種類可以舉出芳香環(芳香族烴環或芳香族雜環)及非芳香環。作為芳香環,例如,可以舉出苯環及茀環。
另外,式(3)所表示之化合物不具有羧基、羧基的鹽、磷酸基、磷酸基的鹽、磺酸基及磺酸基的鹽中的任一種。
另外,當Ra1 及Ra2 形成環時,式(3)所表示之化合物為式(3-1)所表示之化合物為較佳。
[化學式6]
式(3-1)中,Ar1 、R1 及R3 ~R13 的定義如上所述。
式(3-1)中,Ra3 、Ra4 及L2 的定義與式(1-3)中的各基團的定義相同。
另外,式(3-1)所表示之化合物不具有羧基、羧基的鹽、磷酸基、磷酸基的鹽、磺酸基及磺酸基的鹽中的任一種。
[化學式7]
式(4)中,R1 、R3 ~R13 、Ra1 及Ra2 的定義如上所述。
R14 ~R16 分別獨立地表示氫原子或取代基。取代基的定義與後述之取代基W的含義相同。
Rc1 及Rc2 分別獨立地表示氫原子或取代基,Rc1 及Rc2 中的至少一者表示取代基。取代基的定義與後述之取代基W的含義相同。作為取代基,例如,可以舉出烷基、芳基及雜芳基。
另外,式(4)所表示之化合物不具有羧基、羧基的鹽、磷酸基、磷酸基的鹽、磺酸基及磺酸基的鹽中的任一種。
另外,當Ra1 及Ra2 形成環時,式(4)所表示之化合物為式(4-1)所表示之化合物為較佳。
[化學式8]
式(4-1)中,Ar1 、R1 及R3 ~R16 的定義如上所述。
式(4-1)中,Ra3 、Ra4 及L2 的定義與式(1-3)中的各基團的定義相同。
另外,式(4-1)所表示之化合物不具有羧基、羧基的鹽、磷酸基、磷酸基的鹽、磺酸基及磺酸基的鹽中的任一種。
(取代基W)
對本說明書中的取代基W進行記載。
作為取代基W,例如,可以舉出鹵素原子(氟原子、氯原子、溴原子及碘原子等)、烷基(包含環烷基、雙環烷基及三環烷基)、烯基(包含環烯基及雙環烯基)、炔基、芳基、雜環基(亦稱為含雜原子環基。包含雜芳基)、氰基、羥基、硝基、烷氧基、芳氧基、矽氧基、雜環氧基、醯氧基、胺甲醯基氧基、烷氧羰基氧基、芳氧基羰氧基、胺基(包含苯胺基)、銨基、醯胺基、胺基羰基胺基、烷氧基羰基胺基、芳氧羰基胺基、胺磺醯基胺基、烷基或芳基磺醯基胺基、巰基、烷硫基、芳硫基、雜環硫基、胺磺醯基、烷基或芳基亞磺醯基、烷基或芳基磺醯基、醯基、芳氧基羰基、烷氧羰基、胺甲醯基、芳基或雜環偶氮基、醯亞胺基、膦基、氧膦基、氧膦基氧基、氧膦基胺基、膦醯基、甲矽烷基、肼基、脲基及硼酸基(-B(OH)2 )。
又,取代基W可以進一步被取代基W取代。例如,烷基上可以取代有鹵素原子。
以下,例示出特定化合物,但本發明中的特定化合物並不限定於此。
[化學式9]
[化學式10]
[化學式11]
[化學式12]
特定化合物作為攝像元件、光感測器或光電池中所使用之光電轉換膜的材料而特別有用。另外,通常而言,特定化合物在光電轉換膜內作為p型有機半導體發揮功能之情況較多。又,特定化合物亦能夠用作著色材料、液晶材料、有機半導體材料、電荷輸送材料、醫藥材料及螢光診斷藥材料。
在用作p型有機半導體時的穩定性和與n型有機半導體的能階的匹配的觀點上,特定化合物係單獨膜中之游離電位為-5.0~-6.0eV的化合物為較佳。
特定化合物的極大吸收波長並沒有特別限制,從本發明的光電變換元件中的光電轉換膜接受(吸收)綠色光而較佳地用作進行光電轉換之有機光電轉換膜之觀點考慮,在510~570nm的範圍為較佳,在520~560nm的範圍為更佳。
特定化合物的吸收半寬度並沒有特別限制,從本發明的光電變換元件中的光電轉換膜接受(吸收)綠色光而較佳地用作進行光電轉換之有機光電轉換膜之觀點考慮,95nm以下為較佳,90nm以下為更佳,85nm以下為進一步較佳。下限並沒有特別限制,60nm以上的情況較多。
另外,上述極大吸收波長及吸收半寬度係在特定化合物的膜(例如,特定化合物的蒸鍍膜)的狀態下進行測量之值。
光電轉換膜的極大吸收波長並沒有特別限制,從本發明的光電變換元件中的光電轉換膜接受(吸收)綠色光而較佳地用作進行光電轉換之有機光電轉換膜之觀點考慮,在510~570nm的範圍為較佳,在520~560nm的範圍為更佳。
<n型有機半導體>
光電轉換膜包含n型有機半導體作為上述特定化合物以外的其他成分為較佳。
n型有機半導體係受體性有機半導體材料(化合物),係指具有容易接受電子之性質之有機化合物。進一步詳細而言,n型有機半導體係指在使2種有機化合物接觸而使用時電子親和力大的有機化合物。
作為n型有機半導體,例如可以舉出縮合芳香族碳環化合物(例如,富勒烯、萘衍生物、蒽衍生物、菲衍生物、并四苯衍生物、芘衍生物、苝衍生物及1,2-苯并苊衍生物);具有氮原子、氧原子及硫原子中的至少1個之5~7員環的雜環化合物(例如,吡啶、吡口井、嘧啶、噠口井、三口井、喹啉、喹㗁啉、喹唑啉、酞口井、噌啉、異喹啉、蝶啶、吖啶、啡口井、啡啉、四唑、吡唑、咪唑及噻唑等);聚伸芳基(polyarylene)化合物;茀化合物;環戊二烯化合物;矽基化合物;以及具有含氮雜環化合物作為配位體之金屬錯合物等。
另外,作為n型有機半導體,亦可以使用有機色素。例如可以舉出花青色素、苯乙烯色素、半花青(hemicyanine)色素、部花青色素(包含零次甲基部花青(簡單的部花青))、羅丹花青(rosacyanine)色素、alopolar色素、氧雜菁色素、半氧雜菁色素、方酸菁色素、克酮鎓色素、氮雜次甲基色素、香豆素色素、亞芳基(arylidene)色素、蒽醌色素、三苯基甲烷色素、偶氮色素、次甲基偶氮色素、茂金屬色素、茀酮色素、fulgide色素、苝色素、啡口井色素、啡噻口井色素、醌色素、二苯基甲烷色素、多烯色素、吖啶色素、吖啶酮色素、二苯胺色素、喹啉黃色素、吩㗁口井色素、酞苝色素、二㗁烷色素、卟啉色素、葉綠素色素、酞菁色素、亞酞菁色素及金屬錯合物色素等。
n型有機半導體的分子量為200~1200為較佳,200~900為更佳。
本發明的光電變換元件中的光電轉換膜接受(吸收)綠色光而較佳地用作進行光電轉換之有機光電轉換膜之觀點考慮,n型有機半導體為無色或具有接近特定化合物之吸收極大波長和/或吸收波形為較佳,作為具體數值,n型有機半導體的吸收極大波長為400nm以下或在500~600nm的範圍為較佳。
光電轉換膜具有在特定化合物與n型有機半導體混合之狀態下形成之本體異質結構為較佳。本體異質結構係在光電轉換膜內混合並分散有特定化合物與n型有機半導體之層。利用濕式法及乾式法中的任一種均能夠形成具有本體異質結構之光電轉換膜。另外,關於本體異質結構,在日本特開2005-303266號公報的[0013]~[0014]段等中有詳細說明。
從光電變換元件的響應性的觀點考慮,相對於特定化合物與n型有機半導體的合計含量之特定化合物的含量(=特定化合物的以單層換算之膜厚/(特定化合物的以單層換算之膜厚+n型有機半導體的以單層換算之膜厚)×100)為20~80體積%為較佳,40~80體積%為更佳。
另外,光電轉換膜實質上由特定化合物和n型有機半導體構成為較佳。實質上係指,特定化合物及n型有機半導體的合計含量相對於光電轉換膜的總質量為95質量%以上。
包含特定化合物之光電轉換膜係非發光性膜,具有與有機電致發光元件(OLED:Organic Light Emitting Diode)不同之特徵。非發光性膜係指發光量子效率為1%以下的膜,發光量子效率係0.5%以下為較佳,0.1%以下為更佳。
<成膜方法>
光電轉換膜主要藉由乾式成膜法進行成膜。作為乾式成膜法,例如可以舉出蒸鍍法(尤其是真空蒸鍍法)、濺射法、離子鍍法及MBE(分子束磊晶(Molecular Beam Epitaxy))法等物理氣相沉積法以及電漿聚合等CVD(化學氣相沉積(Chemical Vapor Deposition))法。其中,真空蒸鍍法為較佳。當藉由真空蒸鍍法進行光電轉換膜的成膜時,真空度及蒸鍍溫度等製造條件能夠按照常規方法來設定。
光電轉換膜的厚度為10~1000nm為較佳,50~800nm為更佳,50~500nm為進一步較佳,50~300nm為特佳。
<電極>
電極(上部電極(透明導電性膜)15和下部電極(導電性膜)11)由導電性材料構成。作為導電性材料,可以舉出金屬、合金、金屬氧化物、導電性化合物及該等混合物等。
由於光從上部電極15入射,因此上部電極15對欲檢測之光透明為較佳。作為構成上部電極15之材料,例如可以舉出摻雜了銻或氟等之氧化錫(ATO:氧化錫銻(Antimony Tin Oxide)、FTO:摻氟氧化錫(Fluorine doped Tin Oxide))、氧化錫、氧化鋅、氧化銦、氧化銦錫(ITO:Indium Tin Oxide)及氧化銦鋅(IZO:Indium zinc oxide)等導電性金屬氧化物;金、銀、鉻及鎳等金屬薄膜;該等金屬與導電性金屬氧化物的混合物或積層物;以及聚苯胺、聚噻吩及聚吡咯等有機導電性材料等。其中,從高導電性及透明性等觀點而言,導電性金屬氧化物為較佳。
通常,若將導電性膜製成比某一範圍薄,則會帶來電阻值的急劇增加,但是在組裝有本實施形態之光電轉換元件之固體攝像元件中,薄片電阻較佳為100~10000Ω/□即可,能夠薄膜化之膜厚範圍的自由度大。又,上部電極(透明導電性膜)15的厚度越薄,所吸收之光的量越少,一般而言,透光率增加。透光率的增加使得光電轉換膜中的光吸收增大,從而使光電轉換能增大,因此為較佳。若考慮伴隨薄膜化之漏電流的抑制、薄膜的電阻值的增大及透射率的增加,則上部電極15的膜厚係5~100nm為較佳,5~20nm為更佳。
下部電極11根據用途存在提供透明性之情況和相反地不提供透明性而反射光之情況。作為構成下部電極11之材料,例如可以舉出摻雜了銻或氟等之氧化錫(ATO、FTO)、氧化錫、氧化鋅、氧化銦、氧化銦錫(ITO)及氧化銦鋅(IZO)等導電性金屬氧化物;金、銀、鉻、鎳、鈦、鎢及鋁等金屬、該等金屬的氧化物或氮化物等導電性化合物(作為一例,舉出氮化鈦(TiN));該等金屬與導電性金屬氧化物的混合物或積層物;以及聚苯胺、聚噻吩及聚吡咯等有機導電性材料等。
形成電極之方法並沒有特別限制,能夠根據電極材料適當選擇。具體而言,可以舉出印刷方式及塗層方式等濕式方式;真空蒸鍍法、濺射法及離子鍍法等物理方式;以及CVD及電漿CVD法等化學方式等。
當電極的材料為ITO時,電子束法、濺射法、電阻加熱蒸鍍法、化學反應法(溶膠-凝膠法等)及氧化銦錫的分散物的塗佈等方法。
<電荷阻擋膜:電子阻擋膜、電洞阻擋膜>
本發明的光電轉換元件在導電性膜與透明導電性膜之間除了光電轉換膜以外,還具有1種以上中間層亦為較佳。作為上述中間層,可以舉出電荷阻擋膜。藉由光電轉換元件具有該膜,所得到之光電轉換元件的特性(光電轉換效率及響應性等)更優異。作為電荷阻擋膜,可以舉出電子阻擋膜和電洞阻擋膜。以下,對各膜進行詳細敘述。
(電子阻擋膜)
電子阻擋膜包含電子給予性化合物。
具體而言,作為低分子材料,可以舉出N,N’-雙(3-甲基苯基)-(1,1’-聯苯基)-4,4’-二胺(TPD)及4,4’-雙[N-(萘基)-N-苯基-胺基]聯苯(α-NPD)等芳香族二胺化合物;卟啉、四苯基卟啉銅、酞菁、銅酞菁及氧化鈦酞菁等卟啉化合物;以及㗁唑、㗁二唑、三唑、咪唑、咪唑酮、芪衍生物、吡唑啉衍生物、四氫咪唑、聚芳基烷烴、丁二烯、4,4’,4’’-三(N-(3-甲基苯基)N-苯基胺基)三苯胺(m-MTDATA)、三唑衍生物、㗁二唑衍生物、咪唑衍生物、聚芳基烷烴衍生物、吡唑啉衍生物、吡唑酮衍生物、苯二胺衍生物、芳基胺衍生物、胺基取代查耳酮衍生物、㗁唑衍生物、苯乙烯基蒽衍生物、茀酮衍生物、腙衍生物及矽氮烷衍生物等。
作為高分子材料,例如,可以舉出苯乙炔、茀、咔唑、吲哚、芘、吡咯、甲基吡啶、噻吩、乙炔及聯乙炔等聚合物以及其衍生物。又,可以舉出日本專利第5597450號的[0049]~[0063]段中所記載之化合物、日本特開2011-225544號公報的[0119]~[0158]段中所記載之化合物及日本特開2012-094660號公報的[0086]~[0090]段中所記載之化合物。
另外,電子阻擋膜可以由複數個膜構成。
電子阻擋膜可以由無機材料構成。一般而言,無機材料的介電常數大於有機材料的介電常數,因此當將無機材料用於電子阻擋膜時,光電轉換膜會被施加較多的電壓,從而光電轉換效率變高。作為能夠成為電子阻擋膜之無機材料,例如可以舉出氧化鈣、氧化鉻、氧化鉻銅、氧化錳、氧化鈷、氧化鎳、氧化銅、氧化鎵銅、氧化鍶銅、氧化鈮、氧化鉬、氧化銦銅、氧化銦銀及氧化銥。
(電洞阻擋膜)
電洞阻擋膜包含電子受體性化合物。
作為電子受體性化合物,例如可以舉出1,3-雙(4-第三丁基苯基-1,3,4-㗁二唑基)苯(OXD-7)等㗁二唑衍生物;蒽醌基二甲烷衍生物;二苯醌(diphenyl quinone)衍生物;浴銅靈(bathocuproine)、紅啡啉(bathophenanthroline)及該等的衍生物;三唑化合物;三(8-羥基喹啉)鋁錯合物;雙(4-甲基-8-喹啉)鋁錯合物;二苯乙烯基伸芳基(distyrylarylene)衍生物;以及矽雜環戊二烯(silole)化合物。又,可以舉出日本特開2006-100767號公報的[0056]~[0057]段中所記載之化合物。
電荷阻擋膜的製造方法並沒有特別限制,可以舉出乾式成膜法及濕式成膜法。作為乾式成膜法,可以舉出蒸鍍法及濺射法。蒸鍍法可以為物理蒸鍍(PVD:物理氣相沉積(Physical Vapor Deposition))法及化學蒸鍍(CVD)法中的任一種,真空蒸鍍法等物理蒸鍍法為較佳。作為濕式成膜法,例如可以舉出噴墨法、噴霧法、噴嘴印刷法、旋塗法、浸塗法、澆鑄法、模塗法、輥塗法、棒塗法及凹版塗佈法,從高精度圖案化的觀點而言,噴墨法為較佳。
電荷阻擋膜(電子阻擋膜及電洞阻擋膜)的厚度分別為3~200nm為較佳,5~100nm為更佳,5~30nm為進一步較佳。
<基板>
光電轉換元件可以還具有基板。所使用之基板的種類並沒有特別限制,可以舉出半導體基板、玻璃基板及塑膠基板。
另外,基板的位置並沒有特別限制,通常在基板上依次積層導電性膜、光電轉換膜及透明導電性膜。
<密封層>
光電轉換元件可以還具有密封層。有時光電轉換材料因水分子等劣化因子的存在而其性能明顯地劣化。因此,利用不使水分子滲透之緻密的金屬氧化物、金屬氮化物或金屬氮化氧化物等陶瓷或鑽石狀碳(DLC:類鑽石碳(Diamond-like Carbon))等密封層將光電轉換膜整體被覆並密封,藉此能夠防止上述劣化。
另外,作為密封層,可以按照日本特開2011-082508號公報的[0210]~[0215]段的記載進行材料的選擇及製造。
<攝像元件>
作為光電變換元件的用途,例如,可以舉出攝像元件。攝像元件係指,將圖像的光資訊轉換為電訊號之元件,通常包含有複數個光電變換元件。
圖3係表示用於說明本發明的一實施形態之攝像元件的概略構成之剖面示意圖。該攝像元件搭載於數位相機及數位視訊攝影機等攝像元件、電子內視鏡以及行動電話等攝像模組等。
圖3所示之攝像元件20a包含本發明的光電變換元件10a、藍色光電變換元件22及紅色光電變換元件24,這些沿光進行入射之方向積層。如上所述,光電變換元件10a能夠作為主要能夠接受綠色光之綠色光電變換元件發揮功能。
攝像元件20a為所謂的積層體型分色攝像元件。光電變換元件10a、藍色光電變換元件22及紅色光電變換元件24分別檢測之波長光譜不同。亦即,藍色光電變換元件22及紅色光電變換元件24相當於接受與光電變換元件10a所接受(吸收)之光不同之波長的光之光電變換元件。光電變換元件10a能夠接受綠色光,藍色光電變換元件22能夠接收藍色光,紅色光電變換元件能夠接收紅色光。
另外,綠色光係指波長500~600nm的範圍之光,藍色光係指波長400~500nm的範圍之光,紅色光係指波長600~700nm的範圍之光。
光從箭頭方向入射攝像元件20a時,首先,雖然在光電變換元件10a中吸收綠色光,但對藍色光及紅色光而言其透射光電變換元件10a。透射光電變換元件10a之光進入藍色光電變換元件22時,吸收藍色光,但對於紅色光而言其透射藍色光電變換元件22。然後,藉由紅色光電變換元件24吸收透射藍色光電變換元件22之光。如此,在作為積層型的分色攝像元件之攝像元件20a中,能夠由綠色、藍色及紅色這3個受光部構成1個像素,並且可採取大的受光部的面積。
尤其,在本發明的光電變換元件10a中,如上所述,由於吸收峰的半寬度窄,因此基本上不產生藍色光及紅色光的吸收,並且難以對藍色光電變換元件22及紅色光電變換元件24中的檢測性產生影響。
藍色光電變換元件22的結構並沒有特別限制,例如,可以舉出依次具有導電性膜、藍色光電轉換膜及透明導電性膜之光電變換元件。
關於藍色光電轉換膜的種類,只要能夠接收藍色光之光電轉換膜,則並沒有特別限制,可以舉出有機系的藍色光電轉換膜或無機系的藍色光電轉換膜,有機系的藍色光電轉換膜(由有機化合物構成之藍色光電轉換膜)為較佳。
藍色光電轉換膜的極大吸收波長並沒有特別限制,在400~500nm的範圍為較佳,在420~480nm的範圍為更佳。
作為導電性膜及透明導電性膜,能夠使用本發明的光電變換元件中所包含之導電性膜及透明導電性膜。
紅色光電變換元件24的結構並沒有特別限制,例如,可以舉出依次具有導電性膜、紅色光電轉換膜及透明導電性膜之光電變換元件。
關於紅色光電轉換膜的種類,只要能夠接收紅色光之光電轉換膜,則並沒有特別限制,可以舉出有機系的紅色光電轉換膜或無機系的紅色光電轉換膜,有機系的紅色光電轉換膜(由有機化合物構成之紅色光電轉換膜)為較佳。
紅色光電轉換膜的極大吸收波長並沒有特別限制,在600~700nm的範圍為較佳,在620~680nm的範圍為更佳。
作為導電性膜及透明導電性膜,能夠使用本發明的光電變換元件中所包含之導電性膜及透明導電性膜。
在圖3中,從光的入射側依次配置有本發明的光電變換元件、藍色光電變換元件及紅色光電變換元件,但並不限定於該態樣,亦可以為其他的配置次序。例如,亦可以從光進行入射之側依次配置藍色光電變換元件、本發明的光電變換元件及紅色光電變換元件。
其中,本發明的光電變換元件配置於最靠光的入射側為較佳。在該情況下,入射光中的至少一部分透射本發明的光電變換元件之後,由其他光電變換元件接受光。
作為攝像元件,如上所述,對層疊了藍色、綠色及紅色的三原色的光電變換元件之結構進行了說明,但亦可以為2層(2色)或4層(4色)以上。
例如,如同圖4所示之攝像元件20b,亦可以為在所排列之藍色光電變換元件22及紅色光電變換元件24上配置本發明的光電變換元件10a之態樣。另外,在圖4的態樣之情況下,可以根據需要在光的入射側進一步配置吸收特性波長之光之彩色濾光片。
攝像元件的形態並不限定於圖3及4的形態,亦可以為其他形態。
例如,亦可以為在同一面內的位置配置有本發明的光電變換元件、藍色光電變換元件及紅色光電變換元件之態樣。
作為光電變換元件的其他用途,例如,可以舉出光電池及光感測器,但本發明的光電變換元件用作光感測器為較佳。作為光感測器,可以單獨使用上述光電變換元件,亦可以用作將上述光電變換元件配置成直線狀之線感測器或配置成平面狀之二維感測器。
[實施例]
以下,基於實施例對本發明進行進一步詳細說明。以下的實施例所示之材料、使用量、比例、處理內容及處理步驟等只要不脫離本發明的宗旨,則能夠適當地進行變更。因此,本發明的範圍並不應該藉由以下所示之實施例而限定性地解釋。
<式(1)所表示之化合物的合成例>
以下,以化合物(D-1)的合成例作為一例,示出式(1)所表示之化合物的合成方法。
<化合物(D-1)的合成>
按照以下方案合成了化合物(D-1)。
[化學式13]
將碘苯(40.8g、200mmol)、2,4,6-三甲基苯胺(40.6g、300mmol)及第三丁氧基鈉(28.8g、300mmol)添加到燒瓶內的甲苯中,按該次序反覆進行了3次燒瓶內的抽真空及氮置換這一系列操作。向所獲得之反應液中添加[1,1’-雙(二苯基膦基)二茂鐵]鈀(II)二氯化二氯甲烷加合物(8.17g、10.0mmol,並在90℃下將所獲得之反應液反應4小時。藉由對反應液進行冷卻之後進行過濾,並且將所獲得之濾液進行濃縮而獲得了粗體。利用矽膠管柱層析法(洗提液:10%乙酸乙酯/己烷)對所獲得之粗體進行純化,獲得了化合物(A-1)(31.5g、150mmol、產率75%)。
將化合物(A-1)(26.0g、123mmol)、碘化銅(I)(8.93g、61.5mmol)及磷酸三鉀(52.2g、246mmol)添加到2-碘溴代苯(104g、369mmol)中,並在190℃下,將所獲得之反應液反應了2天。藉由冷卻反應液之後進行過濾並濃縮所獲得之濾液而獲得了粗體。利用矽膠管柱層析法(洗提液:10%甲苯/己烷)對所獲得之粗體進行純化,獲得了化合物(A-2)(27.6g、75.3mmol、產率61%)。
將化合物(A-2)(9.00g、24.6mmol)溶解於四氫呋喃(125mL)中,並將所獲得之溶液冷卻至-78℃。接著,經15分鐘向溶液滴加了正丁基鋰(1.55M、16.6mL、25.8mmol)。在-78℃下將所獲得之反應液攪拌30分鐘之後,進一步添加了9-茀酮(4.88g、27.1mmol)。接著,在-78℃下將反應液攪拌30分鐘之後升溫至0℃,將反應液添加到鹽化銨水溶液中,並加入乙酸乙酯進行了萃取。回收有機相並向有機相中加入硫酸鎂以進行乾燥之後,對藉由過濾獲得之濾液進行濃縮而獲得了粗體(1)。將所獲得之粗體(1)溶解於氯仿(250mL)中,並在其中添加了甲磺酸(2.36g、24.6mmol)。在室溫下將所獲得之反應液攪拌30分鐘之後,將反應液添加到碳酸氫鈉水溶液中,並加入乙酸乙酯進行了萃取。回收有機相並向有機相中加入硫酸鎂以進行乾燥之後,對藉由過濾獲得之濾液進行濃縮而獲得了粗體(2)。藉由將所獲得之粗體(2)由2-丙醇進行再結晶而獲得了化合物(A-4)(9.60g、21.4mmol、產率86%(2步驟))。
將化合物(A-4)(6.50g、14.5mmol)溶解於N,N’-二甲基甲醯胺(130mL)中,並在其中添加了磷醯溴(16.6g、57.7mmol)。在90℃下使所獲得之反應液反應6小時之後,進行冷卻並將反應液添加到碳酸氫鈉水溶液中,並加入乙酸乙酯進行了萃取。回收有機相並向有機相中加入硫酸鎂以進行乾燥之後,對藉由過濾而獲得之濾液進行濃縮而獲得了粗體。利用矽膠管柱層析法(洗提液:15%乙酸乙酯/甲苯)對所獲得之粗體進行純化而獲得了化合物(A-5)(4.62g、9.67mmol、產率67%)。
將化合物(A-5)(150mg、0.31mmol)及化合物(A-6)(68mg,0.35mmol)添加到正丁醇(1.0mL)中,在90℃下使其反應了5小時。藉由對所獲得之反應液進行冷卻之後,向反應液中添加甲醇(3.0mL),並進行過濾而獲得了粗體。藉由所獲得之粗體由氯苯/甲醇(1:1、6.0mL)再結晶而獲得了化合物(D-1)(180mg、0.27mmol、產率87%)。
所獲得之化合物(D-1)藉由NMR及MS(Mass Spectrometry:質譜)進行了鑑定。
1 H NMR光譜(400MHz、CDCl3 )示於圖5中。
1 MS(ESI+ )m/z:656.3([M+H]+
藉由參閱上述化合物(D-1)的合成方法合成了實施例所示之化合物(D-2)~(D-12)。圖6~12中示出化合物(D-2)、(D-6)~(D-11)的1 H NMR光譜(400MHz、CDCl3 )。
以下,示出化合物(D-1)~(D-12)及比較化合物(R-1)~(R-2)的結構。
[化學式14]
[化學式15]
<蒸鍍膜的製作>
在將玻璃基板的溫度抑制在25℃之狀態下,利用真空蒸鍍法分別將所獲得之化合物(D-1~D-12、R-1~R-2)進行蒸鍍而成膜,從而在玻璃基板上形成了厚度為100nm的蒸鍍膜。
<蒸鍍膜的吸收波形的測量>
使用Hitachi High-Technologies Corporation.製造之分光光度計U3310測量了所獲得之蒸鍍膜的吸收形狀。在將所獲得之吸收光譜的吸收極大波長及吸收極大的吸光度標準化為1時之吸光度為0.5的寬度(吸收半寬度)示於表1中。
另外,表1中,“與式(3)對應”欄中,當各化合物與式(3)所表示之化合物對應時設為“A”,不對應時設為“B”。
另外,表1中,“與式(4)對應”欄中,當各化合物與式(4)所表示之化合物對應時設為“A”,不對應時設為“B”。
[表1]
如表1所示,在特定化合物的蒸鍍膜中,吸收峰的半寬度窄。
另外,當使用化合物(R-2)時,未能獲得蒸鍍膜。
<實施例及比較例:光電變換元件的製作>
使用所獲得之化合物製作出圖1的形態的光電變換元件。在此,光電變換元件包括下部電極11、電子阻擋膜16A、光電轉換膜12及上部電極15。
具體而言,在玻璃基板上藉由濺射法進行非晶質性ITO的成膜而形成下部電極11(厚度:30nm),進一步在下部電極11上藉由真空加熱蒸鍍法進行下述化合物(EB-1)的成膜而形成了電子阻擋膜16A(厚度:30nm)。
進而,在將基板的溫度控制為25℃之狀態下,在電子阻擋膜16A上藉由真空蒸鍍法以分別以單層換算成為100nm、50nm之方式共蒸鍍化合物(D-1)和富勒烯(C60 )而進行成膜,從而形成了具有150nm的本體異質結構之光電轉換膜12。
進而,在光電轉換膜12上藉由濺射法進行非晶質性ITO的成膜而形成了上部電極15(透明導電性膜)(厚度:10nm)。在上部電極15上藉由真空蒸鍍法形成作為密封層之SiO膜之後,在其上藉由ALCVD(原子層化學氣相沉積(Atomic Layer Chemical Vapor Deposition))法形成氧化鋁(Al2 O3 )層,從而製作出光電轉換元件。
[化學式16]
同樣地,使用化合物(D-2)~(D-12)及(R-1)製作了光電變換元件。
另外,如上所述,用化合物(R-2)起初沒有獲得蒸鍍膜而未能製作光電變換元件。
<驅動的確認(光電轉換效率(外部量子效率)的評價)>
確認了所得到之各光電轉換元件的驅動。對各光電轉換元件施加了電壓,以使成為2.0×105 V/cm的電場強度。然後,從上部電極(透明導電性膜)側照射光並測量了在540nm下之光電轉換效率(外部量子效率),其結果,確認到使用化合物(D-1)~(D-10)及(R-1)製作出之光電轉換元件均顯示出60%以上的光電轉換效率,作為光電轉換元件具有充分的外部量子效率。使用OPTEL製造之定能量量子效率測量裝置測量了外部量子效率。所照射之光量為50μW/cm2
<耐熱性的評價>
進行了所獲得之各光電變換元件的耐熱性評價。具體而言,在加熱板上其在180℃下對所獲得之各光電變換元件進行了30分鐘的加熱。向加熱後之各光電變換元件施加電壓以至成為2.0×105 V/cm的電場強度,從上部電極(透明導電性膜)側照射光並進行了540nm下的光電轉換效率(外部量子效率)的測量。使用OPTEL製造之定能量量子效率測量裝置測量了外部量子效率。藉由將加熱前的光電轉換效率設為1時之加熱後的光電轉換效率的相對值來進行了評價。將相對值為0.90以上者設為A、0.80以上且小於0.90者設為B、小於0.80者設為C並進行了評價。另外,實際應用時,B以上為較佳,A為更佳。
按照與上述<蒸鍍膜的吸收波形的測量>相同之步驟對所獲得之光電變換元件中的光電轉換膜的吸收半寬度進行評價,將結果示於表2中。
另外,表2中,“與式(3)對應”欄及“與式(4)對應”欄的標記方法與上述表1相同。
[表2]
如表2所示,確認到本發明的光電變換元件相對於比較例,吸收半寬度窄,並顯示出高耐熱性。
其中,如上述實施例所示,確認到當使用式(3)所表示之化合物時,吸收半寬度變得更窄,進而,當使用式(4)所表示之化合物時,吸收半寬度進一步變窄。
<攝像元件的製作>
使用化合物(D-1)~(D-12),分別製作出與圖3所示之形態相同之攝像元件。
作為綠色光電變換元件發揮功能之上述光電變換元件係藉由上述方法進行了製作。
另外,藍色光電變換元件及紅色光電變換元件係藉由參閱日本特開2005-303266號公報中的記載而進行了製作。
在所獲得之攝像元件中,由於本發明的光電變換元件中的光電轉換膜的吸收峰的半寬度窄,因此容易在藍色光電變換元件及紅色光電變換元件接收光,並且分色性能優異。
10a、10b‧‧‧光電變換元件
11‧‧‧導電性膜(下部電極)
12‧‧‧光電轉換膜
15‧‧‧透明導電性膜(上部電極)
16A‧‧‧電子阻擋膜
16B‧‧‧電洞阻擋膜
20a、20b‧‧‧攝像元件
22‧‧‧藍色光電變換元件
24‧‧‧紅色光電變換元件
圖1係表示光電變換元件的一個構成例之剖面示意圖。
圖2係表示光電變換元件的一構成例之剖面示意圖。
圖3係攝像元件的一實施形態之剖面示意圖。
圖4係攝像元件的其他實施形態的剖面示意圖。
圖5係化合物(D-1)的1 H NMR(核磁共振(Nuclear Magnetic Resonance))光譜。
圖6係化合物(D-2)的1 H NMR光譜。
圖7係化合物(D-6)的1 H NMR光譜。
圖8係化合物(D-7)的1 H NMR光譜。
圖9係化合物(D-8)的1 H NMR光譜。
圖10係化合物(D-9)的1 H NMR光譜。
圖11係化合物(D-10)的1 H NMR光譜。
圖12係化合物(D-11)的1 H NMR光譜。

Claims (19)

  1. 一種光電變換元件,依次具有導電性膜、光電轉換膜及透明導電性膜,其中 該光電轉換膜包含式(1)所表示之化合物, 式(1)中,Ar1 表示可以具有取代基之芳基或可以具有取代基之雜芳基,R1 表示氫原子或取代基,X1 ~X3 分別獨立地表示CR2 或氮原子,R2 表示氫原子或取代基,Ra1 及Ra2 分別獨立地表示碳數2以上的取代基,Ra1 及Ra2 可以相互鍵結而形成環,L1 表示碳原子、矽原子或鍺原子,B1 表示可以具有取代基之芳香環,Y表示式(1-1)所表示之基團或式(1-2)所表示之基團,A1 表示包含至少2個碳原子之環,Rb1 及Rb2 分別獨立地表示氰基或-COORd1 ,Rd1 表示烷基或芳基,*表示鍵結位置, 其中,式(1)所表示之化合物不具有羧基、羧基的鹽、磷酸基、磷酸基的鹽、磺酸基及磺酸基的鹽中的任一種。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之光電變換元件,其中 該式(1)所表示之化合物為式(2)所表示之化合物, 式(2)中,Ar1 表示可以具有取代基之芳基或可以具有取代基之雜芳基,R1 及R3 ~R5 分別獨立地表示氫原子或取代基,Ra1 及Ra2 分別獨立地表示碳數2以上的取代基,Ra1 及Ra2 可以相互鍵結而形成環,B1 表示可以具有取代基之芳香環,A1 表示包含至少2個碳原子之環, 其中,式(2)所表示之化合物不具有羧基、羧基的鹽、磷酸基、磷酸基的鹽、磺酸基及磺酸基的鹽中的任一種。
  3. 如申請專利範圍第1項或第2項所述之光電變換元件,其中 該式(1)所表示之化合物為式(3)所表示之化合物, 式(3)中,Ar1 表示可以具有取代基之芳基或可以具有取代基之雜芳基,R1 及R3 ~R13 分別獨立地表示氫原子或取代基,R10 與R11 、R11 與R12 、R12 與R13 可以分別獨立地相互鍵結而形成環,Ra1 及Ra2 分別獨立地表示碳數2以上的取代基,Ra1 及Ra2 可以相互鍵結而形成環, 其中,式(3)所表示之化合物不具有羧基、羧基的鹽、磷酸基、磷酸基的鹽、磺酸基及磺酸基的鹽中的任一種。
  4. 如申請專利範圍第1項或第2項所述之光電變換元件,其中 該式(1)所表示之化合物為式(4)所表示之化合物, 式(4)中,R1 及R3 ~R16 分別獨立地表示氫原子或取代基,R10 與R11 、R11 與R12 、R12 與R13 可以分別獨立地相互鍵結而形成環,Ra1 及Ra2 分別獨立地表示碳數2以上的取代基,Ra1 及Ra2 可以相互鍵結而形成環,Rc1 及Rc2 分別獨立地表示氫原子或取代基,Rc1 及Rc2 中的至少一者表示取代基, 其中,式(4)所表示之化合物不具有羧基、羧基的鹽、磷酸基、磷酸基的鹽、磺酸基及磺酸基的鹽中的任一種。
  5. 如申請專利範圍第1項或第2項所述之光電變換元件,其中 Ra1 及Ra2 分別獨立地表示碳數3以上的取代基。
  6. 如申請專利範圍第1項或第2項所述之光電變換元件,其中 Ra1 及Ra2 分別獨立地表示碳數3以上的二級烷基、碳數3以上的芳基或碳數3以上的雜芳基。
  7. 如申請專利範圍第1項或第2項所述之光電變換元件,其中 該光電轉換膜還包含n型有機半導體, 該光電轉換膜具有在混合該式(1)所表示之化合物與該n型有機半導體之狀態下形成之本體異質結構。
  8. 如申請專利範圍第1項或第2項所述之光電變換元件,其中 在該導電性膜與該透明導電性膜之間,除了該光電轉換膜以外,具有1種以上中間層。
  9. 一種攝像元件,其具有申請專利範圍第1項至第8項中任一項所述之光電變換元件。
  10. 如申請專利範圍第9項所述之攝像元件,其還具有接受與該光電變換元件所接受之光不同之波長的光之其他光電變換元件。
  11. 如申請專利範圍第10項所述之攝像元件,其中 該光電變換元件與該其他光電變換元件被積層, 入射光中的至少一部分透射該光電變換元件之後,由該其他光電變換元件來接受光。
  12. 如申請專利範圍第10項或第11項所述之攝像元件,其中 該光電變換元件為綠色光電變換元件, 該其他光電變換元件包含藍色光電變換元件及紅色光電變換元件。
  13. 一種光感測器,其具有申請專利範圍第1項至第8項中任一項所述之光電變換元件。
  14. 一種化合物,其由式(1)表示, 式(1)中,Ar1 表示可以具有取代基之芳基或可以具有取代基之雜芳基,R1 表示氫原子或取代基,X1 ~X3 分別獨立地表示CR2 或氮原子,R2 表示氫原子或取代基,Ra1 及Ra2 分別獨立地表示碳數2以上的取代基,Ra1 及Ra2 可以相互鍵結而形成環,L1 表示碳原子、矽原子或鍺原子,B1 表示可以具有取代基之芳香環,Y表示式(1-1)所表示之基團或式(1-2)所表示之基團,A1 表示包含至少2個碳原子之環,Rb1 及Rb2 分別獨立地表示氰基或-COORd1 ,Rd1 表示烷基或芳基,*表示鍵結位置, 其中,式(1)所表示之化合物不具有羧基、羧基的鹽、磷酸基、磷酸基的鹽、磺酸基及磺酸基的鹽中的任一種。
  15. 如申請專利範圍第14項所述之化合物,其由式(2)表示, 式(2)中,Ar1 表示可以具有取代基之芳基或可以具有取代基之雜芳基,R1 及R3 ~R5 分別獨立地表示氫原子或取代基,Ra1 及Ra2 分別獨立地表示碳數2以上的取代基,Ra1 及Ra2 可以相互鍵結而形成環,B1 表示可以具有取代基之芳香環,A1 表示包含至少2個碳原子之環, 其中,式(2)所表示之化合物不具有羧基、羧基的鹽、磷酸基、磷酸基的鹽、磺酸基及磺酸基的鹽中的任一種。
  16. 如申請專利範圍第14項或第15項所述之化合物,其由式(3)表示, 式(3)中,Ar1 表示可以具有取代基之芳基或可以具有取代基之雜芳基,R1 及R3 ~R13 分別獨立地表示氫原子或取代基,R10 與R11 、R11 與R12 、R12 與R13 可以分別獨立地相互鍵結而形成環,Ra1 及Ra2 分別獨立地表示碳數2以上的取代基,Ra1 及Ra2 可以相互鍵結而形成環, 其中,式(3)所表示之化合物不具有羧基、羧基的鹽、磷酸基、磷酸基的鹽、磺酸基及磺酸基的鹽中的任一種。
  17. 如申請專利範圍第14項或第15項所述之化合物,其由式(4)表示, 式(4)中,R1 及R3 ~R16 分別獨立地表示氫原子或取代基,R10 與R11 、R11 與R12 、R12 與R13 可以分別獨立地相互鍵結而形成環,Ra1 及Ra2 分別獨立地表示碳數2以上的取代基,Ra1 及Ra2 可以相互鍵結而形成環,Rc1 及Rc2 分別獨立地表示氫原子或取代基,Rc1 及Rc2 中的至少一者表示取代基, 其中,式(4)所表示之化合物不具有羧基、羧基的鹽、磷酸基、磷酸基的鹽、磺酸基及磺酸基的鹽中的任一種。
  18. 如申請專利範圍第14項或第15項所述之化合物,其中 Ra1 及Ra2 分別獨立地表示碳數3以上的取代基。
  19. 如申請專利範圍第14項或第15項所述之化合物,其中 Ra1 及Ra2 分別獨立地表示碳數3以上的二級烷基、碳數3以上的芳基或碳數3以上的雜芳基。
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JP6848077B2 (ja) * 2017-09-14 2021-03-24 富士フイルム株式会社 光電変換素子、光センサ、及び撮像素子
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JP2012077064A (ja) * 2010-09-08 2012-04-19 Fujifilm Corp 光電変換材料、該材料を含む膜、光電変換素子、光電変換素子の製造方法、光電変換素子の使用方法、光センサ、撮像素子
JP5677921B2 (ja) * 2010-09-27 2015-02-25 富士フイルム株式会社 光電変換素子の製造方法
KR20130101036A (ko) * 2010-09-27 2013-09-12 후지필름 가부시키가이샤 광전 변환 소자의 제조 방법, 고체 촬상 소자, 촬상 장치
JP2012224618A (ja) * 2011-04-08 2012-11-15 Fujifilm Corp 有機材料の精製方法、有機エレクトロニクス用材料、光電変換素子、光センサ、撮像素子、及び有機電界発光素子
JP6010567B2 (ja) * 2013-08-02 2016-10-19 富士フイルム株式会社 光電変換材料、光電変換素子、光センサおよび撮像素子
JP6145883B2 (ja) * 2013-12-17 2017-06-14 富士フイルム株式会社 受光層形成方法及び有機光電変換素子の製造方法、成膜用有機材料及びそれを用いて得られた有機光電変換素子、光センサ。
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JP6848077B2 (ja) * 2017-09-14 2021-03-24 富士フイルム株式会社 光電変換素子、光センサ、及び撮像素子

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