TW202017220A - 光電轉換元件 - Google Patents

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Abstract

本發明提供一種能夠提高殘像特性之光電轉換元件。該光電轉換元件具備：第1電極及第2電極，其等對向配置；及光電轉換層，其設置於第1電極與第2電極之間，包含第1有機半導體材料及第2有機半導體材料；且第1有機半導體材料或第2有機半導體材料包含D3 /Dtot 為0.01以上之有機半導體。

Description

光電轉換元件
本發明之技術(本技術)係關於一種光電轉換元件。
近年來，於CCD(Charge Coupled Device，電荷耦合元件)影像感測器、或CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor，互補金氧半導體)影像感測器等固體攝像元件中，像素尺寸逐步縮小化。藉此，由於向單位像素入射之光子數減少，故感度降低並且產生S/N比之降低。又，於為了彩色化而使用將紅、綠、藍之原色濾光片二維排列而成之彩色濾光片之情形時，於紅像素中，由於綠與藍之光由彩色濾光片所吸收，故導致感度降低。又，於產生各色訊號時，由於在像素間進行插值處理，故產生所謂之偽色。
於此，例如，專利文獻1中揭示一種固體攝像元件，該固體攝像元件中，於1個像素內設置例如：有機光電轉換部，其檢測綠色光並產生與此對應之訊號電荷；及光電二極體(無機光電轉換部)，其分別檢測紅色光及藍色光；且藉由於1像素中獲得3色之訊號而改善感度之降低。構成該固體攝像元件中之有機光電轉換部之光電轉換層具有p型有機半導體材料與n型有機半導體材料隨機混合而成之本體異質構造。 作為固體攝像元件之重要特性之一，有殘像特性。為了獲得優異之殘像特性，需要將本體異質層整體之載子遷移率保持較高之狀態。用作電洞(hole)傳輸材料之材料大多容易結晶化，單晶且高遷移率之材料較多。 [先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本專利特開2003-332551號公報 [非專利文獻]
[非專利文獻1]1. H. Kobayashi, R. Shirasawa, M. Nakamoto， S. Hattori, and S. Tomiya, Appl. Phys. Lett. 111, 033301 (2017)
[發明所欲解決之問題]
然而，即便係單晶且具有較高之電洞遷移率之材料，若使用於本體異質層中，則仍存在遷移率極端地降低之情形。若遷移率降低，則由於在電荷分離界面產生之電荷到達電極所需之時間變長，故存在光電轉換元件之殘像特性降低之問題。 本技術係鑒於此問題點而完成者，其目的在於提供一種能夠提高殘像特性之光電轉換元件。 [解決問題之技術手段]
本技術之一態樣係一種光電轉換元件，其具備：第1電極及第2電極，其等對向配置；及光電轉換層，其設置於第1電極與第2電極之間，包含第1有機半導體材料及第2有機半導體材料；且第1有機半導體材料或第2有機半導體材料包含D3 /Dtot 為0.01以上之有機半導體。根據此態樣，包含有機半導體之第1有機半導體材料或第2有機半導體材料即便於本體異質層中亦具有較高之電洞遷移率。藉此，可提供一種能夠提高殘像特性之光電轉換元件。
以下，參照圖式對本技術之實施形態進行說明。於以下之說明中參照之圖式之記載中，對同一或類似之部分標附同一或類似之符號。但應注意，圖式係模式性者，厚度與平面尺寸之關係、各層之厚度之比率等與現實不同。因此，具體之厚度或尺寸應參酌以下之說明進行判斷。又，當然，於圖式相互之間亦包含彼此之尺寸之關係或比率不同之部分。 又，以下說明中之上下等方向之定義僅係為了便於說明之定義，並不限定本技術之技術思想。當然，例如，若將對象旋轉90°進行觀察，則上下方向變換為左右方向而進行閱覽，若旋轉180°進行觀察，則上下反轉而進行閱覽。
(關於光電轉換元件) 圖1係表示本技術之實施形態之光電轉換元件之構成例之剖視圖。本技術之實施形態之光電轉換元件10例如於CCD影像感測器或CMOS影像感測器等固體攝像元件中構成1個像素(單位像素P)。光電轉換元件10於半導體基板11之表面(與受光面(面S1)為相反側之面S2)側形成像素電晶體，並且具有多層配線層51。 本技術之光電轉換元件10具有如下構造：選擇性地檢測各不相同之波長區域之光並進行光電轉換之1個有機光電轉換部11G與2個無機光電轉換部11B、11R於縱向積層，有機光電轉換部11G包含3種有機半導體材料。
光電轉換元件10具有1個有機光電轉換部11G與2個無機光電轉換部11B、11R之積層構造，藉此，以1個元件獲得紅(R)、綠(G)、藍(B)之各色訊號。有機光電轉換部11G形成於半導體基板11之背面(面S1)上，無機光電轉換部11B、11R嵌埋並形成於半導體基板11內。以下，對各部之構成進行說明。
有機光電轉換部11G係使用有機半導體吸收選擇性之波長區域之光(此處為綠色光)而產生電子-電洞對之有機光電轉換元件。有機光電轉換部11G具有於用以取出訊號電荷之一對電極(下部電極15a、上部電極18)之間隔著有機光電轉換層17之構成。下部電極15a(第1電極之一例)及上部電極18(第2電極之一例)對向配置。下部電極15a及上部電極18經由配線層13a、13b、15b或接觸金屬層20，電性連接於埋設於半導體基板11內之導電性插塞120a1、120b1。
具體而言，於有機光電轉換部11G中，於半導體基板11之面S1上形成有層間絕緣膜12、14，於層間絕緣膜12中，於與導電性插塞120a1、120b1各者對向之區域設置有貫通孔，於各貫通孔埋設有導電性插塞120a2、120b2。於層間絕緣膜14中，於與導電性插塞120a2、120b2各者對向之區域埋設有配線層13a、13b。於該層間絕緣膜14上設置有下部電極15a，並且設置有藉由該下部電極15a與絕緣膜16電性分離之配線層15b。該等中，於下部電極15a上形成有有機光電轉換層17，並以覆蓋有機光電轉換層17之方式形成有上部電極18。於上部電極18上以覆蓋其表面之方式形成有保護層19。於保護層19之規定之區域設置有接觸孔H，於保護層19上形成有嵌埋接觸孔H、且延伸至配線層15b之上表面之接觸金屬層20。
導電性插塞120a2與導電性插塞120a1一同作為連接器發揮功能。又，導電性插塞120a2與導電性插塞120a1及配線層13a一同形成自下部電極15a至下述綠用蓄電層110G之電荷(電子)之傳輸路徑。導電性插塞120b2與導電性插塞120b1一同作為連接器發揮功能。又，導電性插塞120b2與導電性插塞120b1、配線層13b、配線層15b及接觸金屬層20一同形成來自上部電極18之電荷(電洞)之放出路徑。導電性插塞120a2、120b2為了亦作為遮光膜發揮功能，較理想為包含例如鈦(Ti)、氮化鈦(TiN)及鎢等金屬材料之積層膜。又，藉由使用此種積層膜，由於即便於將導電性插塞120a1、120b1形成為n型或p型半導體層之情形時，亦能夠確保與矽之接觸，故而較理想。
層間絕緣膜12為了降低與半導體基板11(矽層110)之界面能階，並且抑制來自與矽層110之界面之暗電流之產生，較理想為包含界面能階小之絕緣膜。作為此種絕緣膜，例如可使用氧化鉿(HfO2 )膜與氧化矽(SiO2 )膜之積層膜。層間絕緣膜14例如包括由氧化矽、氮化矽及氮氧化矽(SiON)等中之1種所構成之單層膜、或由該等中之2種以上所構成之積層膜。
絕緣膜16例如包括由氧化矽、氮化矽及氮氧化矽(SiON)等中之1種所構成之單層膜、或由該等中之2種以上所構成之積層膜。絕緣膜16例如具有其表面被平坦化且與下部電極15a大致無階差之形狀及圖案。該絕緣膜16於光電轉換元件10用作固體攝像元件之單位像素P之情形時，具有將各像素之下部電極15a間電性分離之功能。
下部電極15a與形成於半導體基板11內之無機光電轉換部11B、11R之受光面正對，設置於覆蓋該等受光面之區域。該下部電極15a包含具有透光性之導電膜，例如包含ITO(Indium Tin Oxide，銦錫氧化物)。其中，作為下部電極15a之構成材料，除該ITO以外，亦可使用添加有摻雜劑之氧化錫(SnO2 )系材料、或於鋁鋅氧化物(ZnO)中添加摻雜劑而成之氧化鋅系材料。作為氧化鋅系材料，例如可列舉：添加有作為摻雜劑之鋁(Al)之鋁鋅氧化物(AZO)、添加鎵(Ga)之鎵鋅氧化物(GZO)、添加銦(In)之銦鋅氧化物(IZO)。又，除此以外，亦可使用CuI、InSbO4 、ZnMgO、CuInO2 、MgIN2 O4 、CdO、ZnSnO3 等。再者，於本技術中，由於完成自下部電極15a取出訊號電荷(電子)，故於將光電轉換元件10用作單位像素P之固體攝像元件中，該下部電極15a按照每個像素分離而形成。
亦可於有機光電轉換層17與下部電極15a之間、及有機光電轉換層17與上部電極18之間設置未圖示之其他層。例如，亦可自下部電極15a側依次積層下拉膜、電洞傳輸層、電子阻擋膜、有機光電轉換層17、電洞阻擋膜、緩衝膜、電子傳輸層及功函數調整膜。 上部電極18包括具有與下部電極15a同樣之透光性之導電膜。於將光電轉換元件10用作像素之固體攝像元件中，該上部電極18可按照每個像素分離，亦可形成為各像素所共通之電極。上部電極18之厚度例如為10 nm以上200 nm以下。
保護層19包括具有透光性之材料，例如為由氧化矽、氮化矽及氮氧化矽等中之任一者所構成之單層膜、或由該等中之2種以上所構成之積層膜。該保護層19之厚度例如為100 nm以上30000 nm以下。 接觸金屬層20例如包括由鈦(Ti)、鎢(W)、氮化鈦(TiN)及鋁(Al)等之任一者、或由該等中之2種以上所構成之積層膜。上部電極18及保護層19例如以覆蓋有機光電轉換層17之方式設置。
於保護層19及接觸金屬層20上以覆蓋整個面之方式形成有平坦化層21。於平坦化層21上設置有晶載透鏡22(微透鏡)。晶載透鏡22使自其上方入射之光向有機光電轉換部11G、無機光電轉換部11B、11R之各受光面聚光。於本技術中，由於多層配線層51形成於半導體基板11之面S2側，故能夠將有機光電轉換部11G、無機光電轉換部11B、11R之各受光面相互靠近地配置，並能夠減少依賴於晶載透鏡22之F值而產生之各色間之感度之偏差。
半導體基板11例如於n型矽(Si)層110之特定之區域嵌埋形成有無機光電轉換部11B、11R與綠用蓄電層110G。於半導體基板11埋設有成為來自有機光電轉換部11G之電荷(電子或電洞)之傳輸路徑之導電性插塞120a1、120b1。於本技術中，該半導體基板11之背面(面S1)成為受光面。於半導體基板11之表面(面S2)側形成有與有機光電轉換部11G、無機光電轉換部11B、11R之各者對應之複數個像素電晶體，並且形成有包括邏輯電路等之周邊電路。
無機光電轉換部11B、11R分別為具有pn接合之光電二極體(PhotoDiode)，於半導體基板11內之光路上，自面S1側依次形成無機光電轉換部11B、11R。該等中，無機光電轉換部11B選擇性地檢測藍色光，儲存與藍色對應之訊號電荷，例如自沿著半導體基板11之面S1之選擇性之區域延伸至與多層配線層51之界面附近之區域而形成。無機光電轉換部11R選擇性地檢測紅色光並儲存與紅色對應之訊號電荷，例如形成於較無機光電轉換部11B更下層(面S2側)之區域。再者，藍(B)例如為分別對應450 nm以上495 nm以下之波長區域之色，紅(R)例如為分別對應620 nm以上750 nm以下之波長區域之色，無機光電轉換部11B、11R分別只要能夠檢測各波長區域中之一部分或全部之波長區域之光即可。
於半導體基板11之表面(面S2)側形成有與有機光電轉換部11G、無機光電轉換部11B、11R之各者對應之複數個像素電晶體(包含傳輸電晶體)，並且形成有包括邏輯電路等之周邊電路。例如，於半導體基板11之面S2上形成有多層配線層51。於多層配線層51經由層間絕緣膜52配設有像素電晶體之閘極電極TG1、TG2、TG3或複數個配線51a。如此，於光電轉換元件10中，多層配線層51形成於與受光面為相反之側，能夠實現所謂之背面照射型固體攝像元件。於該多層配線層51例如貼合有包含矽(Si)之支持基板53。
圖2係表示本技術之實施形態之光電轉換元件之其他構成例之剖視圖。如圖2所示，實施形態之光電轉換元件10之其他構成例具備光電轉換部，該光電轉換部係由第1電極211、光電轉換層215及第2電極216積層而成。光電轉換部進而具備電荷儲存用電極212，該電荷儲存用電極212與第1電極211相隔而配置，且經由絕緣層282與光電轉換層215對向配置。第1電極211及電荷儲存用電極212相隔地形成於層間絕緣層281上。層間絕緣層281及電荷儲存用電極212由絕緣層282所覆蓋。於絕緣層282上形成有光電轉換層215，於光電轉換層215上形成有第2電極216。於包含第2電極216之整個面形成有保護層283，於保護層283上設置有晶載微透鏡290。除此以外之構成與圖1所示之構成例相同。再者，圖2所示之光電轉換層215至少包含第1有機半導體材料及第2有機半導體材料。光電轉換層215之具體構成與以下所說明之有機光電轉換層17之構成例相同。
(關於有機光電轉換層) 有機光電轉換層17包含第1有機半導體材料及第2有機半導體材料該2種。或者，有機光電轉換層17亦可包含第1有機半導體材料、第2有機半導體材料及第3有機半導體材料該3種。有機光電轉換層17較佳為包含p型半導體及n型半導體中之一者或兩者，上述2種或3種有機半導體材料之任一者為p型有機半導體材料或n型有機半導體材料。例如，有機光電轉換層17具有p型有機半導體材料與n型有機半導體材料隨機混合之本體異質構造。有機光電轉換層17對選擇性之波長區域之光進行光電轉換，另一方面，使其他波長區域之光透過，於本技術中，例如於450 nm以上650 nm以下之範圍中具有極大吸收波長。
光電轉換後，由於電洞主要傳導p型半導體，故p型有機半導體材料較佳為具有較高之電洞遷移率。 於本技術中，有機光電轉換層17所具有之第1有機半導體材料或第2有機半導體材料包含D3 /Dtot 為0.01以上之有機半導體。關於D3 /Dtot ，於下述實施例中進行說明。又，第1有機半導體材料或第2有機半導體材料中包含Pc 為0.4以下之有機半導體。關於Pc ，亦於下述實施例中進行說明。藉此，作為p型有機半導體材料發揮功能之第1有機半導體材料或第2有機半導體材料具有較高之電洞遷移率。 (關於有機半導體之具體例) 第1有機半導體材料或第2有機半導體材料中包含之有機半導體可列舉以下[化1]之式所示之化合物之任一個以上。
[化1]
Figure 02_image001
於[化1]之各式中，R分別獨立為氫原子、鹵素原子、取代或未經取代之烷基、取代或未經取代之芳基、取代或未經取代之雜芳基、硫代烷基、硫代芳基、芳基磺醯基、烷基磺醯基、胺基、烷基胺基、芳基胺基、羥基、烷氧基、醯胺基、醯氧基、羧基、甲醯胺基、烷氧羰基、醯基、磺醯基、氰基及硝基。相鄰之任意之R亦可相互鍵結而形成縮合脂肪族環或縮合芳香環。X分別獨立為雜原子。 又，第1有機半導體材料或第2有機半導體材料中包含之有機半導體亦可為以下[化2]之(1)式所示之化合物。
[化2]
Figure 02_image003
於[化2]之(1)式中，R1 、R2 分別獨立為氫原子或式(1)'所示之取代基。R3 為芳香環基或具有取代基之芳香環基)。 又，第1有機半導體材料或第2有機半導體材料中包含之有機半導體亦可為以下[化3]之式所示之化合物。
[化3]
Figure 02_image005
於[化3]之式中，R分別獨立為氫原子、鹵素原子、取代或未經取代之烷基、取代或未經取代之芳基、取代或未經取代之雜芳基、硫代烷基、硫代芳基、芳基磺醯基、烷基磺醯基、胺基、烷基胺基、芳基胺基、羥基、烷氧基、醯胺基、醯氧基、羧基、甲醯胺基、烷氧羰基、醯基、磺醯基、氰基及硝基。相鄰之任意之R亦可相互鍵結而形成縮合脂肪族環或縮合芳香環。 又，第1有機半導體材料或第2有機半導體材料中包含之有機半導體亦可為以下[化4]之式所示之化合物之任一個以上。
[化4]
Figure 02_image007
於[化4]之各式中，R分別獨立為氫原子、鹵素原子、取代或未經取代之烷基、取代或未經取代之芳基、取代或未經取代之雜芳基、硫代烷基、硫代芳基、芳基磺醯基、烷基磺醯基、胺基、烷基胺基、芳基胺基、羥基、烷氧基、醯胺基、醯氧基、羧基、甲醯胺基、烷氧羰基、醯基、磺醯基、氰基及硝基。相鄰之任意之R亦可相互鍵結而形成縮合脂肪族環或縮合芳香環。X為陰離子性基。M為陽離子性基。 又，第1有機半導體材料或第2有機半導體材料中包含之有機半導體亦可為以下[化5]之式所示之化合物之任一個以上。
[化5]
Figure 02_image009
於[化5]之各式中，R分別獨立為氫原子、鹵素原子、取代或未經取代之烷基、取代或未經取代之芳基、取代或未經取代之雜芳基、硫代烷基、硫代芳基、芳基磺醯基、烷基磺醯基、胺基、烷基胺基、芳基胺基、羥基、烷氧基、醯胺基、醯氧基、羧基、甲醯胺基、烷氧羰基、醯基、磺醯基、氰基及硝基。相鄰之任意之R亦可相互鍵結而形成縮合脂肪族環或縮合芳香環。 [實施例]
(實施例1) 如上所述，本技術之實施形態之光電轉換元件中，對向配置之第1電極及第2電極，設置於第1電極與第2電極之間。本技術之實施形態之光電轉換元件具有包含進行光電轉換之有機半導體之有機光電轉換層。有機光電轉換層至少包含第1有機半導體材料與第2有機半導體材料，但亦可包含第3有機半導體材料。有機光電轉換層包含p型有機半導體材料、及n型有機半導體材料。有機光電轉換層對選擇性之波長之光進行光電轉換，另一方面，使其他波長區域之光透過。
光電轉換後，由於電洞主要在p型半導體中傳導，故p型有機半導體材料較佳為具有較高的電洞遷移率之材料。於本技術中，有機光電轉換層中包含之p型有機半導體材料(第1有機半導體材料或第2有機半導體材料)包含D3 /Dtot 為0.01以上之有機半導體。
圖3係表示微晶內之擴散係數之各向異性之圖。D1 、D2 、D3 將正交之x軸、y軸、z軸方向之擴散係數Dx 、Dy 、Dz 按照從大到小之順序排列，D3 成為最小值。D3 /Dtot 使用圖3所示之微晶之擴散係數D1 、D2 、D3 ，利用下式定義。 D3 /Dtot ＝D3 /(D1 ＋D2 ＋D3 )…(A)
於式(A)中，D1 、D2 、D3 係將微晶之x、y、z方向之擴散係數Dx 、Dy 、Dz 按照從大到小之順序排列，D3 成為最小值。D1 、D2 、D3 係若提供分子與結晶構造，則能夠藉由第一原理計算求出。 繼而，本發明者使用D1 、D2 、D3 ，藉由粗視化kMC法[非專利文獻1]求出本體異質之遷移率。
圖4係表示粗視化kMC法中使用之本體異質層之模型之圖。如圖4所示，本發明者於結晶之電洞傳輸材料與非晶之電子傳輸材料之二維系統中進行模擬。本發明者根據組成比於100×100×100個單元中三維地隨機配置2種單元，於週期系邊界條件下進行模擬。關於電洞傳輸材料，結晶方位亦隨機配置。電洞僅於電洞傳輸材料中產生，於電洞擴散時，電洞僅通過電洞傳輸材料，電子傳輸材料無法通過。 本發明者對作為代表性之高遷移率有機半導體之稠五苯單晶進行第一原理計算而求出擴散係數D1 、D2 、D3 。計算係利用密度泛函數法進行，並使用泛函數B3LYP、基底函數6－31＋＋G(d,p)。將結果示於表1。
[表1]
Figure 108122053-A0304-0001
又，將使用該等擴散係數並利用粗視化kMC法求出之本體異質層之組成比與遷移率之關係示於圖5。圖5係表示稠五苯之組成比(橫軸)與遷移率(縱軸)之關係之曲線圖。 (實施例2) 本發明者藉由與實施例1同樣之方法，針對紅螢烯求出單晶之擴散係數、本體異質層之組成與電洞遷移率之關係。表2中表示擴散係數，圖6中表示組成比與遷移率之關係。圖6係表示紅螢烯之組成比(橫軸)與遷移率(縱軸)之關係之曲線圖。
[表2]
Figure 108122053-A0304-0002
(實施例3) 藉由與實施例1同樣之方法，針對C8 -BTBT求出單晶之擴散係數、本體異質層之組成與電洞遷移率之關係。表3中表示擴散係數，圖7中表示組成比與遷移率之關係。圖7係表示C8 -BTBT之組成比(橫軸)與遷移率(縱軸)之關係之曲線圖。
[表3]
Figure 108122053-A0304-0003
(實施例4) 藉由與實施例1同樣之方法，針對DPh-BTBT求出單晶之擴散係數、本體異質層之組成與電洞遷移率之關係。表4中表示擴散係數，圖8中表示組成比與遷移率之關係。圖8係表示DPh-BTBT之組成比(橫軸)與遷移率(縱軸)之關係之曲線圖。
[表4]
Figure 108122053-A0304-0004
(實施例5) 藉由與實施例1同樣之方法，針對α-QD求出單晶之擴散係數、本體異質層之組成與電洞遷移率之關係。表5中表示擴散係數，圖9中表示組成比與遷移率之關係。圖9係表示α-QD之組成比(橫軸)與遷移率(縱軸)之關係之曲線圖。
[表5]
Figure 108122053-A0304-0005
(實施例6) 藉由與實施例1同樣之方法，針對β-QD求出單晶之擴散係數、本體異質層之組成與電洞遷移率之關係。表6中表示擴散係數，圖10中表示組成比與遷移率之關係。圖10係表示β-QD之組成比(橫軸)與遷移率(縱軸)之關係之曲線圖。
[表6]
Figure 108122053-A0304-0006
(實施例7) 藉由與實施例1同樣之方法，針對γ-QD求出單晶之擴散係數、本體異質層之組成與電洞遷移率之關係。表7中表示擴散係數，圖11中表示組成比與遷移率之關係。圖11係表示γ-QD之組成比(橫軸)與遷移率(縱軸)之關係之曲線圖。
[表7]
Figure 108122053-A0304-0007
(比較) 圖12中表示將於實施例1至7中獲得之遷移率重疊寫入之圖。圖12係表示各材料之組成比(橫軸)與遷移率(縱軸)之關係之曲線圖。為了比較實施例1至7，圖12之遷移率(縱軸)以組成＝1.0之值標準化。作為各材料所共通之特徵，有遷移率急遽減少之組成。此處為載子傳導之網路中斷而導致載子無法順利地移動之極限點，即滲透極限。此處，將遷移率成為1/100之組成定義為滲透極限(Pc )。將各材料之Pc 與D3 /Dtot 之值示於表8。又，將對D3 /Dtot 與Pc 之關係進行繪圖者示於圖13。圖13係表示D3 /Dtot (縱軸)與Pc (橫軸)之關係之曲線圖。
[表8]
Figure 108122053-A0304-0008
本體異質層中之電洞傳輸材料之組成比大多為0.4至0.6。其原因在於：若組成比過小，則電洞傳輸材料成為滲透極限以下，電洞遷移率極端降低。反之，若電洞傳輸材料之組成比過大，則電子傳輸材料成為滲透極限以下，電子遷移率極端降低。若使用Pc 小於電洞傳輸材料之組成比之材料，則本體異質層中能夠獲得較高之電洞遷移率。即，使用Pc 為0.4以下之材料即可。由圖13可知，於D3 /Dtot 為0.01以上之材料，Pc 成為0.4以下。即，由於能夠將滲透極限降低至電洞傳輸材料之組成比以下，故即便於本體異質層中亦能夠具有較高之電洞遷移率。因此，於本實施例所示之具有包含有機半導體之有機光電轉換層之光電轉換元件中，能夠獲得較高之遷移率，獲得優異之殘像特性。
(其他實施形態) 如上所述，本技術係藉由實施形態及實施例記載，但不應理解為形成該發明之一部分之論述及圖式限定本技術。根據該發明，對於業者而言，各種代替實施形態、實施例及運用技術顯而易見。根據上述說明，本技術之技術範圍僅由適當之專利申請範圍之發明特定事項確定。
＜攝像元件之應用例＞ 圖14係表示可應用本發明之技術(本技術)之攝像元件之概略構成之一例之方塊圖。
如圖14所示，攝像元件311為CMOS型固體攝像元件，具備像素陣列部312、垂直驅動部313、行處理部314、水平驅動部315、輸出部316、及驅動控制部317而構成。
像素陣列部312具有呈陣列狀配置之複數個像素321，經由與像素321之列數對應之複數個水平配線322連接於垂直驅動部313，經由與像素321之行數對應之複數個垂直配線323連接於行處理部314。即，像素陣列部312所具有之複數個像素321分別配置於水平配線322及垂直配線323交差之點。作為像素321，例如使用上述光電轉換元件10(參照圖1、圖2)。
垂直驅動部313針對像素陣列部312所具有之複數個像素321之各行，經由水平配線322依次供給用以驅動各像素321之驅動訊號(傳輸訊號或、選擇訊號、重置訊號等)。
行處理部314藉由對自各像素321經由垂直配線323輸出之像素訊號實施CDS(Correlated Double Sampling：相關雙取樣)處理，提取像素訊號之訊號位準，獲得與像素321之受光量對應之像素數據。
水平驅動部315針對像素陣列部312所具有之複數個像素321之各列，向行處理部314依次供給用以使行處理部314按順序輸出自各像素321獲得之像素資料之驅動訊號。
於輸出部316中，於按照水平驅動部315之驅動訊號之時點，自行處理部314供給像素資料，輸出部316例如對其像素資料進行放大，並輸出至後段之圖像處理電路。
驅動控制部317控制攝像元件311之內部之各區塊之驅動。例如，驅動控制部317產生按照各區塊之驅動週期之時脈訊號，並供給至各區塊。
＜電子機器之應用例＞ 如上所述之攝像元件311例如可應用於數位靜態相機或數位攝錄影機等攝像系統、具備攝像功能之行動電話機、或具備攝像功能之其他機器等各種電子機器。
圖15係表示搭載於電子機器之攝像裝置之構成例之方塊圖。
如圖15所示，攝像裝置401具備光學系統402、攝像元件403、DSP(Digital Signal Processor，數位訊號處理器)404，經由匯流排407連接有DSP404、顯示裝置405、操作系統406、記憶體408、記錄裝置409、及電源系統410而構成，能夠拍攝靜態影像及動態圖像。
光學系統402具有1片或複數片透鏡而構成，將來自被攝體之像光(入射光)引導至攝像元件403，並成像於攝像元件403之受光面(感測部)。
作為攝像元件403，可應用上述攝像元件311。於攝像元件403中，根據經由光學系統402在受光面成像之像，於一定期間內儲存電子。繼而，向DSP404供給與儲存於攝像元件403之電子對應之訊號。
DSP404對來自攝像元件403之訊號實施各種訊號處理並獲得圖像，將該圖像之資料暫時記憶於記憶體408。記憶於記憶體408之圖像之資料被記錄於記錄裝置409，或向顯示裝置405供給而顯示圖像。又，操作系統406受理使用者之各種操作，向攝像裝置401之各區塊供給操作訊號，電源系統410供給攝像裝置401之各區塊之驅動所需之電力。
＜內視鏡手術系統之應用例＞ 本發明之技術(本技術)能夠應用於各種製品。例如，本發明之技術亦可應用於內視鏡手術系統。
圖16係表示可應用本發明之技術(本技術)之內視鏡手術系統之概略構成之一例之圖。
圖16中圖示做手術者(醫師)11131使用內視鏡手術系統11000，對患者床11133上之患者11132進行手術之情況。如圖所示，內視鏡手術系統11000包括：內視鏡11100、氣腹管11111或能量處置工具11112等其他手術工具11110、支持內視鏡11100之支持臂裝置11120、及搭載用於內視鏡下手術之各種裝置之手推車11200。
內視鏡11100包括：鏡筒11101，其之距前端規定之長度之區域插入患者11132之體腔內；及攝像頭11102，其連接於鏡筒11101之基端。於圖示之例中，圖示出構成為具有硬性鏡筒11101之所謂之硬性鏡之內視鏡11100，但內視鏡11100亦可構成為具有軟性鏡筒之所謂之軟性鏡。
於鏡筒11101之前端設置有嵌入物鏡之開口部。於內視鏡11100連接有光源裝置11203，該光源裝置11203所產生之光藉由延伸設置於鏡筒11101之內部之導光件而引導至該鏡筒之前端，經由物鏡向患者11132之體腔內之觀察對象照射。再者，內視鏡11100可為直視鏡，亦可為斜視鏡或側視鏡。
於攝像頭11102之內部設置有光學系統及攝像元件，來自觀察對象之反射光(觀察光)藉由該光學系統聚光於該攝像元件。藉由該攝像元件對觀察光進行光電轉換, 產生與觀察光對應之電訊號、即與觀察像對應之圖像訊號。該圖像訊號作為RAW資料向攝像機控制單元(CCU：Camera Control Unit)11201發送。
CCU11201包括CPU(Central Processing Unit，中央處理單元)或GPU(Graphics Processing Unit，圖形處理單元)等，統括地控制內視鏡11100及顯示裝置11202之動作。進而，CCU11201自攝像頭11102接收圖像訊號，對該圖像訊號實施例如顯影處理(解拼處理)等用以顯示基於該圖像訊號之圖像之各種圖像處理。
顯示裝置11202藉由來自CCU11201之控制而顯示基於由該CCU11201施加圖像處理之圖像訊號之圖像。
光源裝置11203例如包括LED(Light Emitting Diode，發光二極體)等光源，向內視鏡11100供給拍攝手術部等時之照射光。
輸入裝置11204係針對內視鏡手術系統11000之輸入介面。使用者能夠經由輸入裝置11204對內視鏡手術系統11000進行各種資訊之輸入或指示輸入。例如，使用者輸入旨在變更內視鏡11100之攝像條件(照射光之種類、倍率及焦點距離等)之指示等。
處置工具控制裝置11205控制用於組織之燒灼、切開或血管之密封等之能量處置工具11112之驅動。氣腹裝置11206為了確保內視鏡11100之視野及確保做手術者之作業空間而使患者11132之體腔膨脹，故而，係經由氣腹管11111向該體腔內送入氣體。記錄器11207係能夠記錄與手術相關之各種資訊之裝置。印表機11208係能夠將與手術相關之各種資訊以文本、圖像或曲線圖等各種形式進行印刷之裝置。
再者，對內視鏡11100供給拍攝手術部時之照射光之光源裝置11203例如可包括LED、雷射光源或由該等組合所構成之白色光源。於由RGB雷射光源之組合構成白色光源之情形時，由於能夠高精度地控制各色(各波長)之輸出強度及輸出時點，故能夠於光源裝置11203中進行攝像圖像之白平衡之調整。又，於此情形時，對觀察對象分時地照射來自RGB雷射光源各者之雷射光，並與該照射時點同步地控制攝像頭11102之攝像元件之驅動，藉此，亦能夠分時地拍攝與RGB各者對應之圖像。根據該方法，即便不於該攝像元件設置彩色濾光片，亦能夠獲得彩色圖像。
又，光源裝置11203亦能夠以每隔規定時間變更輸出之光之強度之方式控制其驅動。藉由與該光之強度之變更時點同步地控制攝像頭11102之攝像元件之驅動，分時地獲得圖像，並合成該圖像，能夠產生所謂之無黑斑及曝光過度之高動態範圍之圖像。
又，光源裝置11203亦可構成為能夠供給與特殊光觀察對應之特定之波長頻帶之光。於特殊光觀察中，例如，利用身體組織中之光之吸收之波長相依性，照射較通常之觀察時之照射光(即白色光)窄頻帶之光，藉此，以高對比度拍攝黏膜表層之血管等特定之組織，即進行所謂之窄頻帶光觀察(Narrow Band Imaging)。或者，於特殊光觀察中，亦可進行藉由照射激發光產生之螢光而獲得圖像之螢光觀察。於螢光觀察中，可進行：對身體組織照射激發光，觀察來自該身體組織之螢光(自體螢光觀察)；或將吲哚菁綠(ICG)等試劑局部注射於身體組織，並且對該身體組織照射與該試劑之螢光波長對應之激發光而獲得螢光像等操作。光源裝置11203可構成為能夠供給與此種特殊光觀察對應之窄頻帶光及/或激發光。
圖17係表示圖16所示之攝像頭11102及CCU11201之功能構成之一例之方塊圖。
攝像頭11102具有透鏡單元11401、攝像部11402、驅動部11403、通信部11404、及攝像頭控制部11405。CCU11201具有通信部11411、圖像處理部11412、及控制部11413。攝像頭11102與CCU11201藉由傳輸電纜11400以能夠相互通信之方式連接。
透鏡單元11401係設置於與鏡筒11101之連接部之光學系統。自鏡筒11101之前端引入之觀察光被導光至攝像頭11102，入射至該透鏡單元11401。透鏡單元11401係由包含變焦透鏡及聚焦透鏡之複數個透鏡組合而構成。
攝像部11402由攝像元件構成。構成攝像部11402之攝像元件可為1個(所謂之單板式)，亦可為複數個(所謂之多板式)。於攝像部11402由多板式構成之情形時，例如藉由各攝像元件產生與RGB各者對應之圖像訊號，藉由合成該等亦可獲得彩色圖像。或者，攝像部11402亦可以具有用以分別獲得與3D(Dimensional)顯示對應之右眼用及左眼用圖像訊號之1對攝像元件之方式構成。藉由進行3D顯示，做手術者11131能夠更準確地掌握手術部中之生物組織之深度。再者，於攝像部11402由多板式構成之情形時，亦可與各攝像元件對應地設置複數個系統之透鏡單元11401。
又，攝像部11402亦可未必設置於攝像頭11102。例如，攝像部11402亦可於鏡筒11101之內部設置於物鏡之後。
驅動部11403由致動器構成，藉由來自攝像頭控制部11405之控制，使透鏡單元11401之變焦透鏡及聚焦透鏡沿光軸移動特定之距離。藉此，可適當調整利用攝像部11402所得之攝像圖像之倍率及焦點。
通信部11404由用以於與CCU11201之間收發各種資訊之通信裝置構成。通信部11404將自攝像部11402獲得之圖像訊號作為RAW資料經由傳輸電纜11400向CCU11201發送。
又，通信部11404自CCU11201接收用以控制攝像頭11102之驅動之控制訊號，向攝像頭控制部11405供給。該控制訊號中例如包含：旨在指定攝像圖像之幀頻之資訊、旨在指定拍攝時之曝光值之資訊、以及/或旨在指定攝像圖像之倍率及焦點之資訊等與攝像條件相關之資訊。
再者，上述幀頻或曝光值、倍率、焦點等攝像條件可由使用者適當指定，亦可基於所獲得之圖像訊號，藉由CCU11201之控制部11413自動設定。於後者之情形時，所謂之AE(Auto Exposure，自動曝光)功能、AF(Auto Focus，自動聚焦)功能及AWB(Auto White Balance，自動白平衡)功能搭載於內視鏡11100。
攝像頭控制部11405基於經由通信部11404而接收之來自CCU11201之控制訊號，控制攝像頭11102之驅動。
通信部11411由用以於與攝像頭11102之間收發各種資訊之通信裝置構成。通信部11411自攝像頭11102接收經由傳輸電纜11400而發送之圖像訊號。
又，通信部11411對攝像頭11102發送用以控制攝像頭11102之驅動之控制訊號。圖像訊號或控制訊號可藉由電通信或光通信等發送。
圖像處理部11412對自攝像頭11102發送之RAW資料即圖像訊號實施各種圖像處理。
控制部11413進行與內視鏡11100之手術部等之攝像、及藉由手術部等之攝像而獲得之攝像圖像之顯示相關之各種控制。例如，控制部11413產生用以控制攝像頭11102之驅動之控制訊號。
又，控制部11413基於由圖像處理部11412實施圖像處理之圖像訊號，將反映出手術部等之攝像圖像顯示於顯示裝置11202。此時，控制部11413亦可使用各種圖像識別技術識別攝像圖像內之各種物體。例如，控制部11413藉由檢測攝像圖像中包含之物體之邊緣之形狀或顏色等，能夠識別鉗子等手術工具、特定之生物部位、出血、能量處置工具11112之使用時之霧等。控制部11413於使顯示裝置11202顯示攝像圖像時，亦可使用其識別結果，將各種手術支援資訊重疊顯示於該手術部之圖像。藉由重疊顯示手術支援資訊，向做手術者11131提示，能夠減輕做手術者11131之負擔、或做手術者11131能夠確實地推進手術。
連接攝像頭11102及CCU11201之傳輸電纜11400為與電訊號之通信對應之電訊號電纜、與光通信對應之光纜、或該等之複合電纜。
此處，於圖示之例中，使用傳輸電纜11400以有線方式進行通信，但攝像頭11102與CCU11201之間之通信亦可以無線方式進行。
以上，對可應用本發明之技術之內視鏡手術系統之一例進行說明。本發明之技術可應用於以上說明之構成中之例如內視鏡11100、或攝像頭11102之攝像部11402、CCU11201之圖像處理部11412等。具體而言，圖1、圖2所示之光電轉換元件10、或圖14所示之攝像元件311可應用於攝像部11402。藉由於內視鏡11100、或攝像頭11102之攝像部11402、CCU11201之圖像處理部11412等中應用本發明之技術，能夠獲得更清晰之手術部圖像，因此做手術者能夠確實地確認手術部。又，藉由於內視鏡11100、或攝像頭11102之攝像部11402、CCU11201之圖像處理部11412等中應用本發明之技術，能夠以更低延遲獲得手術部圖像，因此做手術者能夠以與觸接觀察手術部之情形同樣之感覺進行治療。
再者，此處，對作為一例之內視鏡手術系統進行說明，但本發明之技術除此以外，例如亦可應用於顯微鏡手術系統等。
＜移動體之應用例＞ 本發明之技術(本技術)能夠應用於各種製品。例如，本發明之技術亦可實現為搭載於汽車、電動汽車、油電混合車、機車、腳踏車、個人移動、飛機、無人駕駛飛機、船舶、機器人等之任一種移動體之裝置。
圖18係表示作為可應用本發明之技術之移動體控制系統之一例之車輛控制系統之概略構成例之方塊圖。
車輛控制系統12000具備經由通信網路12001連接之複數個電子控制單元。於圖18所示之例中，車輛控制系統12000具備：驅動系統控制單元12010、車身系統控制單元12020、車外資訊檢測單元12030、車內資訊檢測單元12040、及綜合控制單元12050。又，作為綜合控制單元12050之功能構成，圖示有微電腦12051、聲音圖像輸出部12052、及車載網路I/F(interface，接口)12053。
驅動系統控制單元12010根據各種程式控制與車輛之驅動系統相關聯之裝置之動作。例如，驅動系統控制單元12010作為內燃機或驅動用馬達等用以產生車輛之驅動力之驅動力產生裝置、用以向車輪傳遞驅動力之驅動力傳遞機構、調節車輛之舵角之轉向機構、及產生車輛之制動力之制動裝置等之控制裝置發揮功能。
車身系統控制單元12020根據各種程式控制裝備與車體之各種裝置之動作。例如，車身系統控制單元12020作為無鑰匙進入系統、智能鑰匙系統、電動窗裝置、或者頭燈、尾燈、刹車燈、轉向燈或霧燈等各種燈之控制裝置發揮功能。於此情形時，可於車身系統控制單元12020中輸入代替鑰匙之自可攜式設備發送之電波或各種開關之訊號。車身系統控制單元12020受理該等電波或訊號之輸入，控制車輛之門鎖裝置、電動窗裝置、燈等。
車外資訊檢測單元12030對搭載車輛控制系統12000之車輛之外部之資訊進行檢測。例如，於車外資訊檢測單元12030連接有攝像部12031。車外資訊檢測單元12030使攝像部12031拍攝車外之圖像，並且接受所拍攝之圖像。車外資訊檢測單元12030亦可基於接收之圖像，進行人、車、障礙物、標記或路面上之文字等之物體檢測處理或距離檢測處理。
攝像部12031係接收光並輸出與該光之受光量對應之電訊號之光感測器。攝像部12031能夠將電訊號作為圖像輸出，亦能夠作為測距之資訊輸出。又，攝像部12031所接收之光可為可見光，亦可為紅外線等非可見光。
車內資訊檢測單元12040檢測車內之資訊。於車內資訊檢測單元12040例如連接有檢測駕駛者之狀態之駕駛者狀態檢測部12041。駕駛者狀態檢測部12041例如包含拍攝駕駛者之相機，車內資訊檢測單元12040可基於自駕駛者狀態檢測部12041輸入之檢測資訊，算出駕駛者之疲勞程度或集中程度，亦可判別駕駛者是否瞌睡。
微電腦12051基於由車外資訊檢測單元12030或車內資訊檢測單元12040獲得之車內外之資訊，能夠對驅動力產生裝置、轉向機構或制動裝置之控制期望值進行運算，對驅動系統控制單元12010輸出控制指令。例如，微電腦12051能夠進行以實現包括車輛之碰撞回避或衝擊緩和、基於車間距離之追隨行駛、車速維持行駛、車輛之碰撞警告、或車輛之車道偏離警告等之ADAS(Advanced Driver Assistance System，先進駕駛輔助系統)之功能為目的之協調控制。
又，微電腦12051基於由車外資訊檢測單元12030或車內資訊檢測單元12040獲得之車輛之周圍之資訊，控制驅動力產生裝置、轉向機構或制動裝置等，藉此，能夠進行以不依賴於駕駛者之操作而自主地行駛之自動駕駛等為目的之協調控制。
又，微電腦12051能夠基於由車外資訊檢測單元12030獲得之車外之資訊，對車身系統控制單元12020輸出控制指令。例如，微電腦12051能夠根據車外資訊檢測單元12030所檢測出之前車或對方車之位置控制頭燈，進行將遠光切換為近光等以謀求防眩為目的之協調控制。
聲音圖像輸出部12052向能夠對車輛之搭乘者或車外視覺地或聽覺地通知資訊之輸出裝置發送聲音及圖像中之至少一者之輸出訊號。於圖18之例中，作為輸出裝置，例示有聲頻揚聲器12061、顯示部12062及儀錶板12063。顯示部12062例如亦可包含機載顯示器及抬頭顯示器中之至少一個。
圖19係表示攝像部12031之設置位置之例之圖。
於圖19中，車輛12100具有攝像部12101、12102、12103、12104、12105作為攝像部12031。
攝像部12101、12102、12103、12104、12105例如設置於車輛12100之前鼻翼、側鏡、後保險杠、尾箱門及車室內之前窗玻璃之上部等位置。設於前鼻翼之攝像部12101及設於車室內之前窗玻璃之上部之攝像部12105主要獲得車輛12100前方之圖像。設於側鏡之攝像部12102、12103主要獲得車輛12100側方之圖像。設於後保險杠或尾箱門之攝像部12104主要獲得車輛12100後方之圖像。由攝像部12101及12105獲得之前方之圖像主要用於前車輛或步行者、障礙物、訊號機、交通標記或車線等之檢測。
再者，圖19中表示攝像部12101至12104之攝影範圍之一例。攝像範圍12111表示設置於前鼻翼之攝像部12101之攝像範圍，攝像範圍12112、12113分別表示設置於側鏡之攝像部12102、12103之攝像範圍，攝像範圍12114表示設置於後保險杠或尾箱門之攝像部12104之攝像範圍。例如，藉由重疊由攝像部12101至12104拍攝之圖像資料，獲得自上方觀察車輛12100之俯瞰圖像。
攝像部12101至12104中之至少1個亦可具有獲得距離資訊之功能。例如，攝像部12101至12104中之至少1個可為包括複數個攝像元件之立體相機，亦可為具有相位差檢測用像素之攝像元件。
例如，微電腦12051基於自攝像部12101至12104獲得之距離資訊，求出攝像範圍12111至12114內之至各立體物之距離、及該距離之時間變化(相對於車輛12100之相對速度)，藉此，特別是能夠以位於車輛12100之行進路上之最近之立體物、於與車輛12100大致相同之方向上以規定之速度(例如，0 km/h以上)行駛之立體物為前車提取。進而，微電腦12051能夠於前車之近前設定應預先確保之車間距離，進行自動刹車控制(亦包含追隨停止控制)或自動加速控制(亦包含追隨發動控制)等。如此，能夠進行以不依賴於駕駛者之操作而自主地行駛之自動駕駛等為目的之協調控制。
例如，微電腦12051能夠基於自攝像部12101至12104獲得之距離資訊，將與立體物相關之立體物資料分類為二輪車、普通車輛、大型車輛、步行者、電線桿等其他立體物並提取，用於障礙物之自動回避。例如，微電腦12051將車輛12100之周邊之障礙物識別為車輛12100之駕駛員能夠視認之障礙物及視認困難之障礙物。繼而，微電腦12051判斷表示與各障礙物之碰撞之危險度之碰撞危險性，於碰撞危險性為設定值以上且存在碰撞可能性之狀況時，經由聲頻揚聲器12061或顯示部12062向駕駛員輸出警報、或經由驅動系統控制單元12010進行強制減速或回避轉向，藉此，能夠進行用以回避碰撞之駕駛支援。
攝像部12101至12104中之至少1個亦可為檢測紅外線之紅外線相機。例如，微電腦12051能夠藉由判定攝像部12101至12104之攝像圖像中是否存在步行者而識別步行者。該步行者之識別係藉由如下程序進行：提取例如作為紅外線相機之攝像部12101至12104之攝像圖像中之特徵點；及對表示物體之輪廓之一系列之特徵點進行圖案匹配處理，判別是否為步行者。若微電腦12051判定攝像部12101至12104之攝像圖像中存在步行者，並識別步行者，則聲音圖像輸出部12052以對該被識別之步行者重疊顯示用以強調之方形輪廓線之方式控制顯示部12062。又，聲音圖像輸出部12052亦可以將表示步行者之圖符等顯示於所需之位置之方式控制顯示部12062。
以上，對可應用本發明之技術之車輛控制系統之一例進行說明。本發明之技術可應用於以上說明之構成中之攝像部12031等。具體而言，圖1、圖2所示之光電轉換元件10、或圖14所示之攝像元件311可應用於攝像部12031。藉由於攝像部12031中應用本發明之技術，能夠獲得更易觀察之攝影圖像，因此，能夠減輕駕駛員之疲勞。
再者，本技術能夠採用如以下之構成。 (1)一種光電轉換元件，其具備： 第1電極及第2電極，其等對向配置；及 光電轉換層，其設置於上述第1電極與上述第2電極之間，包含第1有機半導體材料及第2有機半導體材料；且 上述第1有機半導體材料或上述第2有機半導體材料包含D3 /Dtot 為0.01以上之有機半導體。 (2)如上述(1)之光電轉換元件，其中上述第1有機半導體材料或第2有機半導體材料包含Pc 為0.4以下之有機半導體。 (3)如上述(1)或(2)之光電轉換元件，其中上述光電轉換層進而具有第3有機半導體。 (4)如(1)至(3)中任一項之光電轉換元件，其中上述有機半導體為[化6]之式所示之化合物之任一個以上。
[化6]
Figure 02_image011
(於[化6]之各式中，R分別獨立為氫原子、鹵素原子、取代或未經取代之烷基、取代或未經取代之芳基、取代或未經取代之雜芳基、硫代烷基、硫代芳基、芳基磺醯基、烷基磺醯基、胺基、烷基胺基、芳基胺基、羥基、烷氧基、醯胺基、醯氧基、羧基、甲醯胺基、烷氧羰基、醯基、磺醯基、氰基及硝基。相鄰之任意之R亦可相互鍵結而形成縮合脂肪族環或縮合芳香環。X分別獨立為雜原子)。 (5)如(1)至(3)中任一項之光電轉換元件，其中上述有機半導體為[化7]之(1)式所示之化合物。
[化7]
Figure 02_image013
(於[化7]之(1)式中，R1 、R2 分別獨立為氫原子或式(1)'所示之取代基。R3 為芳香環基或具有取代基之芳香環基)。(6)如(1)至(3)中任一項之光電轉換元件，其中上述有機半導體為[化8]之式所示之化合物。
[化8]
Figure 02_image015
(於[化8]之式中，R分別獨立為氫原子、鹵素原子、取代或未經取代之烷基、取代或未經取代之芳基、取代或未經取代之雜芳基、硫代烷基、硫代芳基、芳基磺醯基、烷基磺醯基、胺基、烷基胺基、芳基胺基、羥基、烷氧基、醯胺基、醯氧基、羧基、甲醯胺基、烷氧羰基、醯基、磺醯基、氰基及硝基。相鄰之任意之R亦可相互鍵結而形成縮合脂肪族環或縮合芳香環) (7)如(1)至(3)中任一項之光電轉換元件，其中上述有機半導體為[化9]之式所示之化合物之任一個以上。
[化9]
Figure 02_image017
(於[化9]之各式中，R分別獨立為氫原子、鹵素原子、取代或未經取代之烷基、取代或未經取代之芳基、取代或未經取代之雜芳基、硫代烷基、硫代芳基、芳基磺醯基、烷基磺醯基、胺基、烷基胺基、芳基胺基、羥基、烷氧基、醯胺基、醯氧基、羧基、甲醯胺基、烷氧羰基、醯基、磺醯基、氰基及硝基。相鄰之任意之R亦可相互鍵結而形成縮合脂肪族環或縮合芳香環。X為陰離子性基。M為陽離子性基)。 (8)如(1)至(3)中任一項之光電轉換元件，其中上述有機半導體為[化10]之式所示之化合物之任一個以上。
[化10]
Figure 02_image019
(於[化10]之各式中，R分別獨立為氫原子、鹵素原子、取代或未經取代之烷基、取代或未經取代之芳基、取代或未經取代之雜芳基、硫代烷基、硫代芳基、芳基磺醯基、烷基磺醯基、胺基、烷基胺基、芳基胺基、羥基、烷氧基、醯胺基、醯氧基、羧基、甲醯胺基、烷氧羰基、醯基、磺醯基、氰基及硝基。相鄰之任意之R亦可相互鍵結而形成縮合脂肪族環或縮合芳香環)。
10:光電轉換元件 11:半導體基板 11B:無機光電轉換部 11G:有機光電轉換部 11R:無機光電轉換部 12、52:層間絕緣膜 13a、13b、15b:配線層 14:層間絕緣膜 15a:下部電極 16:絕緣膜 17:有機光電轉換層 18:上部電極 19:保護層 20:接觸金屬層 21:平坦化層 22:晶載透鏡 51:多層配線層 51a:配線 53:支持基板 110:矽層 110G:綠用蓄電層 120a1、120a2、120b、120b1、120b2:導電性插塞 211:第1電極 212:電荷儲存用電極 215:光電轉換層 216:第2電極 281:層間絕緣層 282:絕緣層 283:保護層 290:晶載微透鏡 311:攝像元件 312:像素陣列部 313:垂直驅動部 314:行處理部 315:水平驅動部 316:輸出部 317:驅動控制部 321:像素 322:水平配線 323:垂直配線 401:攝像裝置 402:光學系統 403:攝像元件 405:顯示裝置 406:操作系統 407:匯流排 408:記憶體 409:記錄裝置 410:電源系統 11000:內視鏡手術系統 11100:內視鏡 11101:鏡筒 11102:攝像頭 11110:手術工具 11111:氣腹管 11112:能量處置工具 11120:支持臂裝置 11131:做手術者 11132:患者 11133:患者床 11200:手推車 11201:CCU 11202:顯示裝置 11203:光源裝置 11204:輸入裝置 11205:處置工具控制裝置 11206:氣腹裝置 11207:記錄器 11208:印表機 11400:傳輸電纜 11401:透鏡單元 11402:攝像部 11403:驅動部 11404:通信部 11405:攝像頭控制部 11411:通信部 11412:圖像處理部 11413:控制部 12000:車輛控制系統 12001:通信網路 12010:驅動系統控制單元 12020:車身系統控制單元 12030:車外資訊檢測單元 12031:攝像部 12040:車內資訊檢測單元 12041:駕駛者狀態檢測部 12050:綜合控制單元 12051:微電腦 12052:聲音圖像輸出部 12053:車載網路I/F 12061:聲頻揚聲器 12062:顯示部 12063:儀錶板 12100:車輛 12101、12102、12103、12104、12105:攝像部 12111、12112、12113、12114:攝像範圍 D1、D2、D3、Dx、Dy、Dz:擴散係數 S1:背面 S2:表面 TG1、TG2、TG3:閘極電極
圖1係表示本技術之實施形態之光電轉換元件之構成例之剖視圖。 圖2係表示本技術之實施形態之光電轉換元件之其他構成例之剖視圖。 圖3係表示微晶內之擴散係數之各向異性之圖。 圖4係表示粗視化kMC法中使用之本體異質層之模型之圖。 圖5係表示稠五苯之組成比(橫軸)與遷移率(縱軸)之關係之曲線圖。 圖6係表示紅螢烯之組成比(橫軸)與遷移率(縱軸)之關係之曲線圖。 圖7係表示C8 -BTBT之組成比(橫軸)與遷移率(縱軸)之關係之曲線圖。 圖8係表示DPh-BTBT之組成比(橫軸)與遷移率(縱軸)之關係之曲線圖。 圖9係表示α-QD之組成比(橫軸)與遷移率(縱軸)之關係之曲線圖。 圖10係表示β-QD之組成比(橫軸)與遷移率(縱軸)之關係之曲線圖。 圖11係表示γ-QD之組成比(橫軸)與遷移率(縱軸)之關係之曲線圖。 圖12係表示各材料之組成比(橫軸)與遷移率(縱軸)之關係之曲線圖。 圖13係表示D3 /Dtot (縱軸)與Pc (橫軸)之關係之曲線圖。 圖14係表示攝像元件之概略構成之一例之方塊圖。 圖15係表示電子機器之概略構成之一例之方塊圖。 圖16係表示內視鏡手術系統之概略構成之一例之圖。 圖17係表示攝像頭及CCU之功能構成之一例之方塊圖。 圖18係表示車輛控制系統之概略構成之一例之方塊圖。 圖19係表示車外資訊檢測部及攝像部之設置位置之一例之說明圖。
10:光電轉換元件
11:半導體基板
11B:無機光電轉換部
11G:有機光電轉換部
11R:無機光電轉換部
12、52:層間絕緣膜
13a、13b、15b:配線層
14:層間絕緣膜
15a:下部電極
16:絕緣膜
17:有機光電轉換層
18:上部電極
19:保護層
20:接觸金屬層
21:平坦化層
22:晶載透鏡
51:多層配線層
51a:配線
53:支持基板
110:矽層
110G:綠用蓄電層
120a1、120a2、120b1、120b2:導電性插塞
S1:背面
S2:表面
TG1、TG2、TG3:閘極電極

Claims (8)

  1. 一種光電轉換元件，其具備： 第1電極及第2電極，其等對向配置；及 光電轉換層，其設置於上述第1電極與上述第2電極之間，包含第1有機半導體材料及第2有機半導體材料；且 上述第1有機半導體材料或上述第2有機半導體材料包含D3 /Dtot 為0.01以上之有機半導體。
  2. 如請求項1之光電轉換元件，其中於上述第1有機半導體材料或第2有機半導體材料中包含Pc 為0.4以下之有機半導體。
  3. 如請求項1之光電轉換元件，其中上述光電轉換層進而具有第3有機半導體。
  4. 如請求項1之光電轉換元件，其中上述有機半導體為[化1]之式所示之化合物之任一者， [化1]
    Figure 03_image021
    ([化1]之各式中，R分別獨立為氫原子、鹵素原子、取代或未經取代之烷基、取代或未經取代之芳基、取代或未經取代之雜芳基、硫代烷基、硫代芳基、芳基磺醯基、烷基磺醯基、胺基、烷基胺基、芳基胺基、羥基、烷氧基、醯胺基、醯氧基、羧基、甲醯胺基、烷氧羰基、醯基、磺醯基、氰基及硝基，相鄰之任意之R亦可相互鍵結而形成縮合脂肪族環或縮合芳香環；X分別獨立為雜原子)。
  5. 如請求項1之光電轉換元件，其中上述有機半導體為[化2]之(1)式所示之化合物， [化2]
    Figure 03_image023
    ([化2]之(1)式中，R1 、R2 分別獨立為氫原子或式(1)'所示之取代基，R3 為芳香環基或具有取代基之芳香環基)。
  6. 如請求項1之光電轉換元件，其中上述有機半導體為[化3]之式所示之化合物， [化3]
    Figure 03_image025
    ([化3]之式中，R分別獨立為氫原子、鹵素原子、取代或未經取代之烷基、取代或未經取代之芳基、取代或未經取代之雜芳基、硫代烷基、硫代芳基、芳基磺醯基、烷基磺醯基、胺基、烷基胺基、芳基胺基、羥基、烷氧基、醯胺基、醯氧基、羧基、甲醯胺基、烷氧羰基、醯基、磺醯基、氰基及硝基，相鄰之任意之R亦可相互鍵結而形成縮合脂肪族環或縮合芳香環)。
  7. 如請求項1之光電轉換元件，其中上述有機半導體為[化4]之式所示之化合物之任一者以上， [化4]
    Figure 03_image027
    ([化4]之各式中，R分別獨立為氫原子、鹵素原子、取代或未經取代之烷基、取代或未經取代之芳基、取代或未經取代之雜芳基、硫代烷基、硫代芳基、芳基磺醯基、烷基磺醯基、胺基、烷基胺基、芳基胺基、羥基、烷氧基、醯胺基、醯氧基、羧基、甲醯胺基、烷氧羰基、醯基、磺醯基、氰基及硝基，相鄰之任意之R亦可相互鍵結而形成縮合脂肪族環或縮合芳香環；X為陰離子性基，M為陽離子性基)。
  8. 如請求項1之光電轉換元件，其中上述有機半導體為[化5]之式所示之化合物之任一者以上， [化5]
    Figure 03_image029
    ([化5]之各式中，R分別獨立為氫原子、鹵素原子、取代或未經取代之烷基、取代或未經取代之芳基、取代或未經取代之雜芳基、硫代烷基、硫代芳基、芳基磺醯基、烷基磺醯基、胺基、烷基胺基、芳基胺基、羥基、烷氧基、醯胺基、醯氧基、羧基、甲醯胺基、烷氧羰基、醯基、磺醯基、氰基及硝基，相鄰之任意之R亦可相互鍵結而形成縮合脂肪族環或縮合芳香環)。
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