TW202100530A - 光電轉換元件、攝像元件、光感測器、光電轉換元件用材料 - Google Patents
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Abstract
本發明提供一種光電轉換元件，其係即使在蒸鍍製造光電轉換元件中之光電轉換膜時光電轉換膜的組成比發生變動之情況下，亦顯示穩定之性能。又，提供一種攝像元件、光感測器及光電轉換元件用材料。本發明的光電轉換元件依序具有導電性膜、光電轉換膜及透明導電性膜，其中，光電轉換膜包含式（1）所表示之化合物及n型半導體材料。
Description
本發明有關一種光電轉換元件、攝像元件、光感測器及光電轉換元件用材料。
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。
例如，在專利文獻1中，揭示有具有包含規定的化合物之光電轉換層之光電轉換元件。
[專利文獻1]國際公開第2017/159684號
近年來，隨著提高攝像元件及光感測器等的性能的需求，對於使用於該等之光電轉換元件所要求之各種特性，亦要求進一步提高。
例如，根據製造上的要求，要求光電轉換元件即使在蒸鍍製造光電轉換膜時光電轉換膜的組成比發生變動之情況下，亦能夠實現穩定之性能（尤其，暗電流特性）。
鑑於上述情況，本發明的課題在於提供一種光電轉換元件，其係即使在蒸鍍製造光電轉換元件中之光電轉換膜時光電轉換膜的組成比發生變動之情況下，亦顯示穩定之性能。
又，本發明的課題還在於提供一種攝像元件、光感測器及光電轉換元件用材料。
本發明人等對上述課題進行深入研究之結果，發現藉由下述結構能夠解決上述課題，從而完成了本發明。
〔1〕一種光電轉換元件，其係依序具有導電性膜、光電轉換膜及透明導電性膜，其中，
上述光電轉換膜包含式（1）所表示之化合物及n型半導體材料。
〔2〕如〔1〕所述之光電轉換元件，其中，上述式（1）所表示之化合物為式（2）所表示之化合物。
〔3〕如〔1〕或〔2〕所述之光電轉換元件，其中，上述式（1）所表示之化合物為式（3）所表示之化合物。
〔4〕如〔3〕所述之光電轉換元件，其中，式（3）中，X2
、Yb1
及Yb2
表示-S-。
〔5〕如〔1〕至〔4〕之任一項所述之光電轉換元件，其中，上述式中，Ar1
及Ar2
分別獨立地表示可以具有取代基之多環芳香族烴環基或式（R）所表示之基團。
〔6〕如〔1〕至〔5〕之任一項所述之光電轉換元件，其中，上述式（1）所表示之化合物的分子量為400～900。
〔7〕如〔1〕至〔6〕之任一項所述之光電轉換元件，其中，上述光電轉換膜具有在混合上述式（1）所表示之化合物與上述n型半導體材料之狀態下形成之本體異質結構。
〔8〕如〔1〕至〔7〕之任一項所述之光電轉換元件，其中，在上述導電性膜與上述透明導電性膜之間，除了上述光電轉換膜以外還具有1種以上的中間層。
〔9〕如〔1〕至〔8〕之任一項所述之光電轉換元件，其中，上述n型半導體材料包含選自包括富勒烯及其衍生物之群組中之富勒烯類。
〔10〕一種攝像元件，其係具有〔1〕至〔9〕之任一項所述之光電轉換元件。
〔11〕一種光感測器，其係具有〔1〕至〔9〕之任一項所述之光電轉換元件。
〔12〕一種光電轉換元件用材料，其係包含式（1）所表示之化合物。
[發明效果]
根據本發明，能夠提供一種光電轉換元件，其係即使在蒸鍍製造光電轉換元件中之光電轉換膜時光電轉換膜的組成比發生變動之情況下，亦顯示穩定之性能。
又，根據本發明，能夠提供一種攝像元件、光感測器及光電轉換元件用材料。
以下，對本發明的光電轉換元件的較佳實施形態進行說明。
又，在本說明書中，除非另有說明，則“取代基”可以舉出以後述取代基W例示之基團。
（取代基W）
對本說明書中之取代基W進行記載。
關於取代基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（包括環烷基、雙環烷基及三環烷基）、烯基（包括環烯基及雙環烯基）、炔基、芳基、雜芳基（亦可以稱為雜環基。）、氰基、羥基、羧基、硝基、烷氧基、芳氧基、矽氧基、雜環氧基、醯氧基、胺甲醯氧基、烷氧基羰氧基、芳氧基羰氧基、胺基（包括苯胺基。）、銨基、醯胺基、胺基羰基胺基、烷氧基羰基胺基、芳氧基羰基胺基、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、芳基氧羰基、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，在可能的情況下，上述各基團還可以具有取代基（例如，上述各基團中的1個以上的基團）。例如，還包含可以具有取代基之烷基作為取代基W的一形態。
又，在取代基W具有碳原子之情況下，取代基W所具有之碳數例如為1～20。
除了取代基W所具有之氫原子以外的原子的數例如為1～30。
又，在本說明書中，除非另有說明，則烷基的碳數為1～20為較佳，1～10為更佳，1～6為進一步較佳。
烷基可以為直鏈狀、支鏈狀及環狀中的任一種。
關於烷基，例如可以舉出甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、第三丁基、正己基及環戊基等。
又，烷基例如可以為環烷基、雙環烷基及三環烷基，可以具有該等環狀結構作為部分結構。
在可以具有取代基之烷基中，烷基可以具有之取代基並無特別限制，例如可以舉出取代基W，芳基（較佳為碳數6～18，更佳為碳數6）、雜芳基（較佳為碳數5～18，更佳為碳數5～6）或鹵素原子（較佳為氟原子或氯原子）為較佳。
又，在本說明書中，除非另有說明，則烷氧基中之烷基部分為上述烷基為較佳。烷硫基中之烷基部分為上述烷基為較佳。
在可以具有取代基之烷氧基中，烷氧基可以具有之取代基可以舉出與可以具有取代基之烷基中之取代基相同的例。在可以具有取代基之烷硫基中，烷硫基可以具有之取代基可以舉出與可以具有取代基之烷基中之取代基相同的例。
又，在本說明書中，除非另有說明，則芳基為環員數為6～18的芳基為較佳。
芳基可以為單環，亦可以為多環。
芳基例如為苯基、萘基、蒽基或菲基為較佳。
在可以具有取代基之芳基中，芳基可以具有之取代基並無特別限制，例如可以舉出取代基W，可以具有取代基之烷基（較佳為碳數1～10）為較佳，甲基為更佳。
又，在本說明書中，除非另有說明，則雜芳基為具有包含氮原子、硫原子、氧原子、硒原子、碲原子、磷原子、矽原子和/或硼原子等雜原子之單環或多環環結構之雜芳基為較佳。
上述雜芳基的環員原子中的碳數並無特別限制，3～18為較佳，3～5為更佳。
雜芳基的環員原子中的雜原子的數並無特別限制，1～10為較佳，1～4為更佳，1～2為進一步較佳。
雜芳基的環員數並無特別限制，5～8為較佳，5～7為更佳，5～6為進一步較佳。
上述雜芳基可以舉出呋喃基、吡啶基、喹啉基、異喹啉基、吖啶基、啡啶基、喋啶基（pteridinyl group）、吡𠯤基（pyrazinyl group）、喹噁啉基、嘧啶基、喹唑啉基、噠𠯤基、噌啉基、呔𠯤基（phthalazinyl group）、三𠯤基、噁唑基、苯并噁唑基、噻唑基、苯并噻唑基、咪唑基、苯并咪唑基、吡唑基、吲唑基、異噁唑基、苯并異噁唑基、異噻唑基、苯并異噻唑基、噁二唑基、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等。
在可以具有取代基之雜芳基中，雜芳基可以具有之取代基並無特別限制，例如可以舉出取代基W。
又，在本說明書中，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。
在本說明書中，氫原子可以為輕氫原子（通常的氫原子），亦可以為重氫原子（雙氫原子等）。
本發明的光電轉換元件依序具有導電性膜、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（以下，亦稱為“特定化合物”）及n型半導體材料。
本發明的光電轉換元件藉由設為該等結構而能夠解決上述課題之機制雖不一定明確，但是本發明人等如下推測。
亦即，特定化合物具有5個特定的環作為母核縮環於中心部之結構，進一步在上述母核的兩端鍵結有芳香環基。該種特定化合物具有適當的結晶性，且即使在藉由蒸鍍來製造包含特定化合物及n型半導體材料之光電轉換膜時，所製造之光電轉換膜的組成比發生變動之情況下，亦容易使作為光電轉換膜整體的結晶狀態恆定。因此，推測為即使經蒸鍍製造之光電轉換膜的組成比發生變動，光電轉換元件的性能亦穩定。
又，具有使用特定化合物來進行製造之光電轉換膜之光電轉換元件對耐熱性亦優異。認為其來自於特定化合物所具有之剛性結構。
以下，將即使經蒸鍍製造之光電轉換膜的組成比發生變動亦可以使光電轉換元件的性能穩定之情況（簡稱為“對組成變動之容許性優異”）和/或所獲得之光電轉換元件的耐熱性優異之情況（簡稱為“耐熱性優異”）簡稱為“本發明的效果優異”。
在圖1中示出本發明的光電轉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具有依序積層有如下之結構，即，作為下部電極而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、包含後述特定化合物之光電轉換膜12及作為上部電極而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結構例。圖2所示之光電轉換元件10b具有在下部電極11上依序積層有電子阻擋膜16A、光電轉換膜12、電洞阻擋膜16B及上部電極15之結構。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而適當地變更。
在光電轉換元件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，在使用光電轉換元件10a（或10b）之情況下，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，且向該一對電極之間施加1×10-5
～1×107
V/cm的電壓為較佳。從性能及耗電量的觀點考慮，所施加之電壓為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，以在圖1及圖2中電子阻擋膜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。在將光電轉換元件10a（或10b）用作光感測器之情況，又，組裝於攝像元件之情況下，亦能夠藉由相同的方法施加電壓。
如在後段詳細敘述，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轉換元件之各層的形態進行詳細敘述。
＜光電轉換膜＞
光電轉換膜為包含特定化合物之膜。
以下，對特定化合物進行詳細敘述。
（式（1）所表示之化合物（特定化合物））
特定化合物為下述式（1）所表示之化合物。
[化學式1]
式（1）中，X1
表示-O-、-S-、-Se-、-Te-或-NRa1
-。
-NRa1
-中之Ra1
表示氫原子、鹵素原子、可以具有取代基之烷基、可以具有取代基之烷氧基、可以具有取代基之烷硫基、可以具有取代基之甲矽烷基、可以具有取代基之烯基、可以具有取代基之炔基、可以具有取代基之芳基或可以具有取代基之雜芳基。
作為上述烷基、上述烷硫基、上述烷氧基、上述芳基及上述雜芳基，例如能夠分別使用上述烷基、烷硫基、烷氧基、芳基及雜芳基。
上述烯基可以為直鏈狀、支鏈狀及環狀中的任一種。上述烯基的碳數為2～20為較佳。上述烯基可以具有之取代基可以舉出與可以具有取代基之烷基中之取代基相同的例。
上述炔基可以為直鏈狀、支鏈狀及環狀中的任一種。上述炔基的碳數為2～20為較佳。上述炔基可以具有之取代基可以舉出與可以具有取代基之烷基中之取代基相同的例。
關於上述甲矽烷基，例如可以舉出-Si（RS1
）（RS2
）（RS3
）所表示之基團。RS1
、RS2
及RS3
分別獨立地表示可以具有取代基之烷基、可以具有取代基之烷氧基、可以具有取代基之烷硫基、可以具有取代基之芳基或可以具有取代基之雜芳基。
其中，X1
為-O-、-S-或-Se-為較佳，-S-為更佳。
式（1）中，Ya1
及Za1
中的一者表示-CRa2
=或-N=而另一者表示-O-、-S-、-Se-、-Te-或-NRa3
-。
亦即，例如在Ya1
表示-O-、-S-、-Se-、-Te-或-NRa3
-之情況下，Za1
表示-CRa2
=或-N=。
式（1）中，Ya2
及Za2
中的一者表示-CRa2
=或-N=而另一者表示-O-、-S-、-Se-、-Te-或-NRa3
-。
亦即，例如在Ya2
表示-O-、-S-、-Se-、-Te-或-NRa3
-之情況下，Za2
表示-CRa2
=或-N=。
-CRa2
=及-NRa3
-中之Ra2
及Ra3
分別獨立地表示氫原子、鹵素原子、可以具有取代基之烷基、可以具有取代基之烷氧基、可以具有取代基之烷硫基、可以具有取代基之甲矽烷基、可以具有取代基之烯基、可以具有取代基之炔基、可以具有取代基之芳基或可以具有取代基之雜芳基。
作為Ra2
及Ra3
，例如可以同樣地舉出Ra1
的說明中所舉出之基團。
在式（1）中存在複數個Ra2
之情況下，存在複數個之Ra2
可以分別相同亦可以不同。
在式（1）中存在複數個Ra3
之情況下，存在複數個之Ra3
可以分別相同亦可以不同。
式（1）中之包含Ya1
及Za1
之5員環為芳香族雜環，包含Ya2
及Za2
之5員環為芳香族雜環。
其中，Ya1
及Ya2
分別獨立地表示-O-、-S-、-Se-、-Te-或-NRa3
-且Za1
及Za1
分別獨立地表示-CRa2
=或-N=為較佳。
Ya1
及Ya2
分別獨立地表示-O-、-S-或-Se-且Za1
及Za1
表示-CRa2
=為更佳。
Ya1
及Ya2
表示-S-且Za1
及Za1
表示-CRa2
=為進一步較佳。
式（1）中，Q1
～Q4
分別獨立地表示-CRa4
=或-N=。
-CRa4
=中之Ra4
分別獨立地表示氫原子、鹵素原子、可以具有取代基之烷基、可以具有取代基之烷氧基、可以具有取代基之烷硫基、可以具有取代基之甲矽烷基、可以具有取代基之烯基、可以具有取代基之炔基、可以具有取代基之芳基或可以具有取代基之雜芳基。
作為Ra4
，例如可以同樣地舉出Ra1
的說明中所舉出之基團。
在式（1）中存在複數個Ra4
之情況下，存在複數個之Ra4
可以分別相同亦可以不同。
其中，Q1
～Q4
分別獨立地為-CRa4
=為較佳，-CH=為更佳。
式（1）中，Ar1
及Ar2
分別獨立地表示可以具有取代基之芳香環基。
上述芳香環基可以為單環，亦可以為多環。
上述芳香環基可以包含1個以上（較佳為1～3個）的雜原子（氮原子、硫原子、氧原子、硒原子、碲原子、磷原子、矽原子和/或硼原子等）作為環員原子，亦可以不包含。上述芳香環基的環員數為5～18為較佳。
在上述芳香環基為單環芳香環基之情況下，作為上述單環芳香環基，例如可以舉出苯環基、呋喃環基、吡啶環基、吡𠯤環基、嘧啶環基、嗒𠯤環基、三𠯤環基、噁唑環基、噻唑環基、咪唑環基、吡唑環基、異噁唑環基、異噻唑環基、噁二唑環基、噻二唑環基、三唑環基、四唑環基、噻吩環基、硒酚環基及吡咯環基。
多環芳香環基為具有芳香族性之單環彼此縮環而成之基團。在多環芳香環基中，2個以上的構成多環芳香環之各單環（具有芳香族性之單環）的環員原子亦成為構成多環芳香環基之其他單環（具有芳香族性之單環）的環員原子。
在上述芳香環基為多環芳香環基之情況下，作為上述多環芳香環基，例如可以舉出萘環基、蒽環基、喹啉環基、異喹啉環基、吖啶環基、啡啶環基、蝶啶環基、喹噁啉環基、喹唑啉環基、噌啉環基、呔𠯤環基、苯并噁唑環基、苯并噻唑環基、苯并咪唑環基、吲唑環基、苯并異噁唑環基、苯并異噻唑環基、苯并呋喃環基、苯并噻吩環基、苯并硒酚環基、二苯并呋喃環基、二苯并噻吩環基、二苯并硒酚環基、噻吩并噻吩環基、噻吩并吡咯環基、二噻吩并吡咯環基、吲哚環基、咪唑并吡啶環基及咔唑環基。
作為上述芳香環基可以具有之取代基，例如可以舉出取代基W，其中，鹵素原子、可以具有取代基之烷基、可以具有取代基之芳基或可以具有取代基之雜芳基為較佳。
又，上述芳香環基還具有作為取代基的芳香環基亦為較佳。作為上述“作為取代基的芳香環基”，例如可以舉出上述單環芳香環基及多環芳香環基。
又，在芳香環基還具有作為取代基的芳香環基之情況下，1個以上的該等芳香環基可以分別具有進一步不同之取代基。又，該等芳香環基分別具有之上述進一步不同之取代基彼此可以相互鍵結。亦即，該等芳香環基彼此可以在它們之間形成進一步不同之環而鍵結。其中，在該等芳香環基彼此之間形成之上述進一步不同之環為非芳香環。
例如，在芳香環基A還具有作為取代基的芳香環基B之情況下，芳香環基A還可以具有取代基A，芳香環基B還可以具有取代基B。取代基A與取代基B可以相互鍵結而在芳香環基A與芳香環基B之間形成進一步不同之環（非芳香環）。
作為芳香環基彼此在它們之間形成進一步不同之環（非芳香環）而鍵結之形態的具體例，例如可以舉出該等芳香環基彼此共同形成茀環基之形態。亦即，Ar1
及Ar2
例如可以為茀環基（可以為如9,9-二甲基茀環基那樣的具有取代基之茀環基）。
其中，從本發明的效果更加優異之觀點考慮，Ar1
及Ar2
分別獨立地為可以具有取代基之多環芳香族烴環基或式（R）所表示之基團為較佳。
上述多環芳香族烴環基的所有環員原子為碳原子即可，上述多環芳香族烴環基所具有之取代基中可以包含雜原子。
上述多環芳香族烴環基的環員數為10～18為較佳。
上述多環芳香族烴環基為萘環基為較佳。
以下示出式（R）所表示之基團。
-ArX
-ArY
（R）
式（R）中，ArX
表示除了ArY
以外還可以具有取代基之單環芳香環基。
上述單環芳香環基的例如上所述，其中，苯環基為較佳。
ArY
表示可以具有取代基之芳香環基。作為ArY
的芳香環基的例，可以舉出上述單環芳香環基及上述多環芳香環基，其中，苯環基或苯并噻唑環基為較佳。
ArX
中之單環芳香環基與ArY
中之芳香環基的環員原子彼此藉由單鍵相互鍵結。
作為ArX
中之單環芳香環基除了ArY
以外還可以具有之取代基及ArY
中之芳香環基可以具有之取代基，可以舉出取代基W。
ArX
中之單環芳香環基除了ArY
以外不具有取代基亦為較佳。
又，ArY
中之芳香環基可以具有之取代基為鹵素原子、可以具有取代基之烷基、可以具有取代基之芳基或可以具有取代基之雜芳基為較佳。
其中，ArX
中之單環芳香環基除了ArY
以外還可以具有之取代基與ArY
中之芳香環基可以具有之取代基不會相互鍵結。亦即，ArX
與ArY
除了式（R）中所指定之單鍵以外不鍵結。例如，式（R）所表示之基團中不包含茀環基。
特定化合物具有對稱結構亦為較佳。亦即，Ya1
與Ya2
相同亦為較佳，Za1
與Za2
相同亦為較佳，Q1
與Q2
相同亦為較佳，Q3
與Q4
相同亦為較佳，Ar1
與Ar2
相同亦為較佳。
（式（2）所表示之化合物）
從本發明的效果更加優異之觀點考慮，式（1）所表示之化合物為式（2）所表示之化合物為較佳。
[化學式2]
式（2）中，X1
表示-O-、-S-、-Se-、-Te-或-NRa1
-。式（2）中的X1
與式（1）中的X1
相同。
式（2）中，Ya1
及Za1
中的一者表示-CRa2
=或-N=而另一者表示-O-、-S-、-Se-、-Te-或-NRa3
-。式（2）中的Ya1
及Za1
與式（1）中的Ya1
及Za1
相同。
式（2）中，Ya2
及Za2
中的一者表示-CRa2
=或-N=而另一者表示-O-、-S-、-Se-、-Te-或-NRa3
-。式（2）中的Ya2
及Za2
與式（1）中的Ya2
及Za2
相同。
式（2）中，R1
～R4
分別獨立地表示氫原子、鹵素原子、可以具有取代基之烷基、可以具有取代基之烷氧基、可以具有取代基之烷硫基、可以具有取代基之甲矽烷基、可以具有取代基之烯基、可以具有取代基之炔基、可以具有取代基之芳基或可以具有取代基之雜芳基。式（2）中的R1
～R4
與式（1）中的Ra4
相同。R1
～R4
為氫原子為較佳。
式（2）中，Ar1
及Ar2
分別獨立地表示可以具有取代基之芳香環基。式（2）中的Ar1
及Ar2
與式（1）中的Ar1
及Ar2
相同。
（式（3）所表示之化合物）
從本發明的效果更加優異之觀點考慮，式（1）所表示之化合物為式（3）所表示之化合物為更佳。
[化學式3]
式（3）中，X2
表示-O-、-S-或-Se-。X2
為-S-為較佳。
式（3）中，Yb1
及Yb2
分別獨立地表示-O-、-S-或-Se-。Yb1
及Yb2
為-S-為較佳。
式（3）中，R1
～R6
分別獨立地表示氫原子、鹵素原子、可以具有取代基之烷基、可以具有取代基之烷氧基、可以具有取代基之烷硫基、可以具有取代基之甲矽烷基、可以具有取代基之烯基、可以具有取代基之炔基、可以具有取代基之芳基或可以具有取代基之雜芳基。式（3）中的R1
～R4
與式（1）中的Ra4
相同。R1
～R4
為氫原子為較佳。式（4）中的R5
～R6
與式（1）中的Ra2
相同。R5
～R6
為氫原子為較佳。
式（3）中，Ar1
及Ar2
分別獨立地表示可以具有取代基之芳香環基。式（3）中的Ar1
及Ar2
與式（1）中的Ar1
及Ar2
相同。
其中，在式（3）中，X2
、Yb1
及Yb2
均表示-S-為較佳。
特定化合物的分子量並無特別限制，390～1200為較佳，400～900為更佳。若分子量為1200以下，則蒸鍍溫度不會提高，化合物不易分解。若分子量為390以上，則蒸鍍膜的玻璃轉移溫度不會降低，光電轉換元件的耐熱性得到提高。
特定化合物可以單獨使用1種，亦可以使用2種以上。
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尤其有用。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、醫藥材料及熒光診斷藥材料。
從與後述n型半導體材料的能階的匹配的觀點考慮，特定化合物為單獨膜中的游離電位為-5.0～-6.0eV之化合物為較佳。
特定化合物的極大吸收波長並無特別限制，例如在300～500nm的範圍內為較佳。
另外，上述極大吸收波長為將特定化合物的吸收光譜調整成吸光度成為0.5～1左右的濃度並且在溶液狀態（溶劑：氯仿）下測量之值。
光電轉換膜的極大吸收波長並無特別限制，例如在300～700nm的範圍內為較佳。
以下例示出特定化合物。
[化學式4]
[化學式5]
[化學式6]
[化學式7]
[化學式8]
[化學式9]
＜n型半導體材料＞
光電轉換膜包含n型半導體材料作為除了上述特定化合物以外的其他成分。n型半導體材料為受體性有機半導體材料（化合物），且係指具有容易接受電子之性質之有機化合物。
更具體而言，n型半導體材料係指在與上述特定化合物接觸而使用之情況下比特定化合物的電子親和力大的有機化合物。
本說明書中，使用利用Gaussian‘09（Gaussian公司製軟體）並藉由B3LYP/6-31G（d）的計算求出之LUMO的值的反數的值（乘以負1之值）作為電子親和力的值。
n型半導體材料的電子親和力為3.0～5.0eV為較佳。
關於n型半導體材料，例如可以舉出選自包括富勒烯及其衍生物之群組中之富勒烯類、縮合芳香族碳環化合物（例如，萘衍生物、蒽衍生物、菲衍生物、稠四苯衍生物、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、吡𠯤、嘧啶、噠𠯤、三𠯤、喹啉、喹噁啉、喹唑啉、酞𠯤、噌啉、異喹啉、蝶啶、吖啶、啡𠯤、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；甲矽烷基化合物；1,4,5,8-萘四羧酸酐；1,4,5,8-萘四羧酸酐醯亞胺衍生物、噁二唑衍生物；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）及該等衍生物；三唑化合物；二苯乙烯基伸芳基（distyrylarylene）；具有含氮雜環化合物作為配位體之金屬錯合物；矽雜環戊二烯化合物；以及日本特開2006-100767號公報的[0056]～[0057]段中所記載的化合物。
其中，n型半導體材料包含選自包括富勒烯及其衍生物之群組中之富勒烯類為較佳。
關於富勒烯，例如可以舉出富勒烯C60、富勒烯C70、富勒烯C76、富勒烯C78、富勒烯C80、富勒烯C82、富勒烯C84、富勒烯C90、富勒烯C96、富勒烯C240、富勒烯C540及混合富勒烯。
關於富勒烯衍生物，例如可以舉出取代基附加於上述富勒烯上之化合物。取代基為烷基、芳基或雜環基為較佳。富勒烯衍生物為日本特開2007-123707號公報中所記載的化合物為較佳。
在n型半導體材料包含富勒烯類之情況下，富勒烯類的含量相對於光電轉換膜中之n型半導體材料的合計含量（=（富勒烯類的以單層換算之膜厚/總n型半導體材料的以單層換算之膜厚）×100）為15～100體積%為較佳，35～100體積%為更佳。
可以將有機色素代替上段為止所記載之n型半導體材料或與上段為止所記載之n型半導體材料一同用作n型半導體材料。
藉由使用有機色素作為n型半導體材料，容易將光電轉換元件的吸收波長（極大吸收波長）控制在任意波長範圍內。
關於上述有機色素，例如可以舉出花青色素、苯乙烯色素、半花青色素、部花青色素（包含零次甲基部花青（簡單部花青））、羅丹花青色素、阿羅波拉色素、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、俘精酸酐色素、苝色素、啡𠯤色素、啡噻𠯤色素、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、啡噁𠯤色素、酞苝色素、二噁烷色素、卟啉色素、葉綠素色素、酞青色素、亞酞青色素、金屬錯合物色素、日本特開2014-082483號公報的[0083]～[0089]段中所記載的化合物、日本特開2009-167348號公報的[0029]～[0033]段中所記載的化合物、日本特開2012-077064號公報的[0197]～[0227]段中所記載的化合物、WO2018-105269號公報的[0035]～[0038]段中所記載的化合物、WO2018-186389號公報的[0041]～[0043]段中所記載的化合物、WO2018-186397號公報的[0059]～[0062]段中所記載的化合物、WO2019-009249號公報的[0078]～[0083]段中所記載的化合物、WO2019-049946號公報的[0054]～[0056]段中所記載的化合物、WO2019-054327號公報的[0059]～[0063]段中所記載的化合物及WO2019-098161號公報的[0086]～[0087]段中所記載的化合物。
在n型半導體材料包含有機色素之情況下，有機色素的含量相對於光電轉換膜中之n型半導體材料的合計含量（=（有機色素的以單層換算之膜厚/總n型半導體材料的以單層換算之膜厚）×100）為15～100體積%為較佳，35～100體積%為更佳。
n型半導體材料的分子量為200～1200為較佳，200～1000為更佳。
光電轉換膜具有在混合特定化合物與n型半導體材料之狀態下形成之本體異質結構為較佳。本體異質結構為在光電轉換膜內混合並分散有特定化合物與n型半導體材料之層。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。
從光電轉換元件的響應性的觀點考慮，特定化合物的含量相對於特定化合物與n型半導體材料的合計含量（=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型半導體材料的以單層換算之膜厚）×100）為15～75體積%為較佳，35～75體積%為更佳。
另外，光電轉換膜實質上由特定化合物與n型半導體材料構成為較佳。實質上係指，相對於光電轉換膜總質量，特定化合物及n型半導體材料的總含量為95質量%以上。
另外，光電轉換膜中所包含之n型半導體材料可以單獨使用1種，亦可以同時使用2種以上。
包含特定化合物之光電轉換膜為非發光性膜，且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，發光量子效率為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形成。關於乾式成膜法，例如可以舉出蒸鍍法（尤其，真空蒸鍍法）、濺射法、離子鍍法及MBE（Molecular Beam Epitaxy：分子束磊晶）法等物理氣相沉積法以及電漿聚合等CVD（Chemical Vapor Deposition：化學氣相沉積）法。其中，真空蒸鍍法為較佳。在藉由真空蒸鍍法形成光電轉換膜之情況下，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。關於導電性材料，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。關於構成上部電極15之材料，例如可以舉出摻雜了銻或氟等之氧化錫（ATO：Antimony Tin Oxide（氧化錫銻）、FTO：Fluorine doped Tin Oxide（摻氟氧化錫））、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考慮，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，則會導致電阻值的急劇增加，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，通常透光率增加。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。若考慮薄膜化所伴隨之漏電流的抑制、薄膜的電阻值的增大及透射率的增加，則上部電極15的膜厚為5～100nm為較佳，5～20nm為更佳。
下部電極11根據用途存在具有透明性之情況和相反地不具有透明性而使光反射之情況。關於構成下部電極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。
形成電極之方法並無特別限制，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。
在電極的材料為ITO之情況下，可以舉出電子束法、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種以上的中間層亦為較佳。關於上述中間層，可以舉出電荷阻擋膜。藉由光電轉換元件具有該膜，所獲得之光電轉換元件的特性（光電轉換效率及響應性等）更加優異。關於電荷阻擋膜，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）
電子阻擋膜為供體性有機半導體材料（化合物），例如能夠使用下述p型有機半導體。p型有機半導體可以單獨使用1種，亦可以使用2種以上。
關於p型有機半導體，例如可以舉出三芳基胺化合物（例如，N,N’-雙（3-甲基苯基）-（1,1’-聯苯基）-4,4’-二胺（TPD）、4,4’-雙[N-（萘基）-N-苯基-胺基]聯苯（α-NPD）、日本特開2011-228614號公報的[0128]～[0148]段中所記載的化合物、日本特開2011-176259號公報的[0052]～[0063]段中所記載的化合物、日本特開2011-225544號公報的[0119]～[0158]段中所記載的化合物、日本特開2015-153910號公報的[0044]～[0051]段中所記載的化合物及日本特開2012-094660號公報的[0086]～[0090]段中所記載的化合物等）、吡唑啉化合物、苯乙烯胺化合物、腙化合物、聚矽烷化合物、噻吩化合物（例如，噻吩并噻吩衍生物、二苯并噻吩衍生物、苯并二噻吩衍生物、二噻吩并噻吩衍生物、[1]苯并噻吩[3,2-b]噻吩（BTBT）衍生物、噻吩并[3,2-f：4,5-f´]雙[1]苯并噻吩（TBBT）衍生物、日本特開2018-014474號的[0031]～[0036]段中所記載的化合物、WO2016-194630號的[0043]～[0045]段中所記載的化合物、WO2017-159684號的[0025]～[0037]、[0099]～[0109]段中所記載的化合物、日本特開2017-076766號公報的[0029]～[0034]段中所記載的化合物、WO2018-207722的[0015]～[0025]段中所記載的化合物、日本特開2019-054228的[0045]～[0053]段中所記載的化合物、WO2019-058995的[0045]～[0055]段中所記載的化合物、WO2019-081416的[0063]～[0089]段中所記載的化合物、日本特開2019-080052的[0033]～[0036]段中所記載的化合物等）、花青化合物、氧雜菁化合物、多胺化合物、吲哚化合物、吡咯化合物、吡唑化合物、聚伸芳基化合物、縮合芳香族碳環化合物（例如，萘衍生物、蒽衍生物、菲衍生物、稠四苯衍生物、稠五苯衍生物、芘衍生物、苝衍生物及1,2-苯并苊衍生物）、卟啉化合物、酞青化合物、三唑化合物、噁二唑化合物、咪唑化合物、聚芳基烷烴化合物、吡唑琳桐化合物、胺基取代查耳酮化合物、噁唑化合物、茀酮化合物、矽氮烷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。
關於p型有機半導體，可以舉出游離電位小於n型半導體材料之化合物，只要滿足該條件，則能夠使用作為n型半導體材料所例示之有機色素。
又，作為電子阻擋膜，還能夠使用高分子材料。
關於高分子材料，例如可以舉出伸苯伸乙烯、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。
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。通常，無機材料的介電常數大於有機材料的介電常數，因此在將無機材料用於電子阻擋膜之情況下，光電轉換膜會被施加較多的電壓，從而光電轉換效率變高。關於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）
電洞阻擋膜為受體性有機半導體材料（化合物），且能夠利用上述n型半導體材料。
電荷阻擋膜的製造方法並無特別限制，例如可以舉出乾式成膜法及濕式成膜法。關於乾式成膜法，例如可以舉出蒸鍍法及濺射法。蒸鍍法可以為物理蒸鍍（PVD：Physical Vapor Deposition（物理氣相沉積））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。關於濕式成膜法，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考慮，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＞
光電轉換元件還可以具有基板。所使用之基板的種類並無特別限制，例如可以舉出半導體基板、玻璃基板及塑料基板。
另外，基板的位置並無特別限制，通常在基板上依序積層導電性膜、光電轉換膜及透明導電性膜。
＜密封層＞
光電轉換元件還可以具有密封層。有時光電轉換材料因水分子等劣化因子的存在而導致其性能明顯地劣化。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：Diamond-like Carbon（類鑽石碳））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，關於密封層，可以按照日本特開2011-082508號公報的[0210]～[0215]段中的記載來進行材料的選擇及製造。
＜攝像元件＞
作為光電轉換元件的用途，例如可以舉出攝像元件。攝像元件為將圖像的光資訊轉換為電訊號之元件，且通常係指，複數個光電轉換元件以相同平面狀配置於矩陣上，在各光電轉換元件（像素）中能夠將光訊號轉換成電訊號，並將其電訊號按每個像素逐次輸出到攝像元件外者。因此，每個像素由1個以上的光電轉換元件和1個以上的電晶體構成。
圖3係表示用於說明本發明的一實施形態之攝像元件的基本結構之剖面示意圖。該攝像元件裝載於數位相機及數位視訊攝影機等攝像元件、電子內視鏡以及移動電話等攝像模組等。
圖3所示之攝像元件20a包含本發明的光電轉換元件10a（綠色光電轉換元件10a）、藍色光電轉換元件22及紅色光電轉換元件24，這些沿光進行入射之方向積層。光電轉換元件10a為本發明的光電轉換元件，主要將吸收波長控制成能夠接受綠色光並設為綠色光電轉換元件。關於控制本發明的光電轉換元件的吸收波長之方法，例如可以舉出使用適當的有機色素作為n型半導體材料之方法。
攝像元件20a為所謂的積層體型分色攝像元件。光電轉換元件10a、藍色光電轉換元件22及紅色光電轉換元件24分別檢測之波長光譜不同。亦即，藍色光電轉換元件22及紅色光電轉換元件24相當於接受與光電轉換元件10a所接受（吸收）之光不同之波長的光之光電轉換元件。光電轉換元件10a主要能夠接受綠色光，藍色光電轉換元件22主要能夠接受藍色光，紅色光電轉換元件主要能夠接受紅色光。
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。
光從箭頭方向入射到攝像元件20a時，首先，在光電轉換元件10a中主要吸收綠色光，但是對藍色光及紅色光而言其透射光電轉換元件10a。在透射光電轉換元件10a之光進入藍色光電轉換元件22時，主要吸收藍色光，但是對紅色光而言其透射藍色光電轉換元件22。然後，藉由紅色光電轉換元件24吸收透射藍色光電轉換元件22之光。如此，在作為積層型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，並且可以獲得大的受光部的面積。
藍色光電轉換元件22及紅色光電轉換元件24的結構並無特別限制。
例如，可以為使用矽並藉由光吸收長度之差來分色之結構的光電轉換元件。更具體而言，例如藍色光電轉換元件22及紅色光電轉換元件24均可以由矽構成。在該情況下，關於沿箭頭方向入射到攝像元件20a之包括藍色光、綠色光及紅色光之光，藉由光電轉換元件10a主要接受作為中間波長的光的綠色光，剩餘的藍色光和紅色光變得容易分色。藍色光和紅色光對矽的光吸收長度存在差異（矽的吸收係數的波長依賴性），藍色光在矽表面附近容易被吸收，紅色光能夠侵入到矽的相對深的位置。基於該種光吸收長度的差異，藍色光主要藉由存在於較淺位置之藍色光電轉換元件22來接受，藉由存在於更深位置之紅色光電轉換元件24而主要接受紅色光。
又，藍色光電轉換元件22及紅色光電轉換元件24可以為依序具有導電性膜、在藍色光或紅色光中具有極大吸收之有機光電轉換膜及透明導電成膜之結構之光電轉換元件（藍色光電轉換元件22或紅色光電轉換元件24）。例如，藍色光電轉換元件22可以為以在藍色光中具有極大吸收之方式控制吸收波長之本發明的光電轉換元件。相同地，紅色光電轉換元件24可以為以在紅色光中具有極大吸收之方式控制吸收波長之本發明的光電轉換元件。
在圖3中，從光的入射側依序配置有本發明的光電轉換元件、藍色光電轉換元件及紅色光電轉換元件，但是並不限定於該態樣，亦可以為其他配置順序。例如，亦可以從光進行入射之側依序配置藍色光電轉換元件、本發明的光電轉換元件及紅色光電轉換元件。
又，將綠色光電轉換元件設為除了本發明的光電轉換元件以外的光電轉換元件，亦可以將藍色光電轉換元件和/或紅色光電轉換元件設為本發明的光電轉換元件。
作為攝像元件，如上所述，對積層了藍色、綠色及紅色這三原色的光電轉換元件之結構進行了說明，但是亦可以為2層（2色）或4層（4色）以上。
例如，亦可以為在所排列之藍色光電轉換元件22及紅色光電轉換元件24上配置本發明的光電轉換元件10a之態樣。另外，可以根據需要在光的入射側進一步配置吸收規定的波長之光之濾色器。
攝像元件的形態並不限定於圖3及上述形態，亦可以為其他形態。
例如，亦可以為在相同面內的位置上配置有本發明的光電轉換元件、藍色光電轉換元件及紅色光電轉換元件之態樣。
又，可以為以單層使用光電轉換元件之結構。例如，亦可以為藉由在本發明的光電轉換元件10a上配置藍色、紅色、綠色的濾色器來分色之結構。
本發明的光電轉換元件用作光感測器亦為較佳。關於光感測器，可以單獨使用上述光電轉換元件，亦可以用作將上述光電轉換元件配置成直線狀之線感測器或配置於平面上之二維感測器。
＜光電轉換元件用材料＞
本發明還包含光電轉換元件用材料的發明。
本發明的光電轉換元件用材料為包含式（1）所表示之化合物（特定化合物）且用於光電轉換元件（較佳為攝像元件用或光感測器用的光電轉換元件）的製造中之材料。
光電轉換元件用材料中之式（1）所表示之化合物與上述式（1）所表示之化合物相同，較佳之條件亦相同。
光電轉換元件用材料中所包含之特定化合物分別用於光電轉換元件中所包含之光電轉換膜的、光電轉換膜的製作中為較佳。
光電轉換元件用材料中所包含之特定化合物的含有量分別為光電轉換元件用材料的總質量的30～100質量%為較佳，70～100質量%為更佳，99～100質量%為進一步較佳。
光電轉換元件用材料所包含之特定化合物可以為單獨1種，亦可以為2種以上。
[實施例]
以下，基於實施例對本發明進行進一步詳細的說明。以下實施例所示之材料、使用量、比例、處理內容及處理步驟等只要不脫離本發明的主旨，則能夠適當變更。從而，本發明的範圍不應被以下所示之實施例做限定性地解釋。
＜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10]
化合物（A-1）購自FUJIFILM Wako Pure Chemical Corporation。向化合物（A-1）（800mg、1.76mmol）及苯基硼酸（640mg、5.28mmol）添加四氫呋喃（35mL）及2M碳酸鈉水溶液（23mL）來獲得混合物，並對裝有上述混合物之燒瓶進行了氮氣置換。接著，對上述混合物進行5分鐘的氮氣起泡，進一步對上述混合物中的溶存氣體進行了減壓脫氣。之後，向上述混合物添加了四（三苯基膦）鈀（0）（47mg、0.035mmol）。之後，對上述混合物進行加熱並在回流下使其反應7小時。冷卻反應後的上述混合物之後進行過濾，並將所獲得之固體（過濾物）藉由水、甲醇進行清洗，從而獲得了粗產物。向粗產物添加氯苯（23mL），並在140℃下進行了1小時的分散清洗。清洗後，冷卻裝有粗產物之上述氯苯之後進行過濾，並將所獲得之固體（過濾物）藉由氯苯及甲醇進行清洗，從而獲得了化合物（D-1）（651mg、1.45mmol、產率82%）。
對於所獲得之化合物（D-1），藉由NMR（Nuclear Magnetic Resonance：核磁共振）及MS（Mass Spectrometry：質譜）進行了識別。
將識別的結果示於以下。1
H NMR（400MHz、CDCl3）：δ=7.37（t，4H），7.49（t，2H），7.71（s，2H），7.77（d、4H），8.24（s、2H）、8.59（s、2H）
MS（MALDI-TOF+）m/z：449.0（[M+H]+）
參閱化合物（D-1）的合成方法，進一步合成了其他特定化合物。
以下示出作為特定化合物之化合物（D-1）～（D-15）及比較用化合物（R-1）～（R-2）。
[化學式11]
分別使用Gaussian‘09（Gaussian公司製軟體）並藉由B3LYP/6-31G（d）的計算來求出上述化合物（D-1）～（D-15）、（R-1）～（R-2）及富勒烯（C60
）的LUMO的值。採用所獲得之LUMO的值的反數的值作為化合物的電子親和力的值。
其結果，確認到富勒烯（C60
）的電子親和力大於化合物（D-1）～（D-15）、（R-1）～（R-2）中的任一種電子親和力。亦即，確認到富勒烯（C60
）在與化合物（D-1）～（D-15）、（R-1）～（R-2）的關係中相當於n型半導體材料。
＜實施例及比較例：光電轉換元件的製作＞
使用所獲得之化合物製作出圖2的形態的光電轉換元件。其中，光電轉換元件包括下部電極11、電子阻擋膜16A、光電轉換膜12、電洞阻擋膜16B及上部電極15。
具體而言，在玻璃基板上藉由濺射法對非晶質性ITO進行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對下述化合物（B-1）進行成膜而形成了電子阻擋膜16A（厚度：10nm）。
進而，在將基板的溫度控制在25℃之狀態下，在電子阻擋膜16A上藉由真空蒸鍍法以設定成2.0Å/秒鐘的蒸鍍速度並且分別以單層換算成為100nm、100nm之方式共蒸鍍化合物（D-1）和富勒烯（C60
）來進行成膜，從而形成了具有200nm的本體異質結構之光電轉換膜12（光電轉換膜形成步驟）。
另外，在光電轉換膜12上對下述化合物（B-2）進行成膜，從而形成了電洞阻擋膜16B（厚度：10nm）。
另外，藉由濺射法在電洞阻擋膜16B上對非晶質性ITO進行成膜，從而形成了上部電極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（Atomic Layer Chemical Vapor Deposition：原子層化學氣相沉積）法形成氧化鋁（Al2
O3
）層，從而製作出光電轉換元件，並將該元件設為元件（AD-1
）。
[化學式12]
使用各化合物（D-2）～（D-16）或（R-1）～（R-2）來代替化合物（D-1），並以相同的方式製作光電轉換元件，從而獲得了元件（AD-2
）～（AD-16
）及（AR-1
）～（AR-2
）。
＜驅動的確認（光電轉換效率、暗電流的評價）＞
確認到所獲得之各元件的驅動。以成為1.0×105
V/cm的電場強度的方式對各元件（元件（AD-1
）～（AD-16
）及（AR-1
）～（AR-2
））施加了電壓。之後，從上部電極（透明導電性膜）側照射光，並評價了400nm下的光電轉換效率（外量子效率）。使用NIHON OPTEL CORPORATION製定能量量子效率測量裝置測量了外量子效率。所照射之光量為50μW/cm2
。確認到所有元件均顯示出30%以上的光電轉換效率及10nA/cm2
以下的暗電流並正常驅動。
＜耐熱性的評價＞
在手套箱中對所獲得之各元件（元件（AD-1
）～（AD-16
）及（AR-1
）～（AR-2
））在160℃下進行了2小時的加熱處理。之後，藉由與上述＜驅動的確認（光電轉換效率、暗電流的評價）＞相同的方法，進行了暗電流的評價。藉由將加熱處理前的暗電流值設為1時的相對值進行評價，且如下進行了評價，即，若相對值為2以下則設為A，若為大於2且5以下則設為B，若為大於5且10以下則設為C，若大於10則設為D。實用上A或B為較佳，A為更佳。將結果示於表1中。
＜對組成變動之容許性＞
（光電轉換元件（元件（B））的製作）
在元件（AD-1
）的製作中，將化合物（D-1）及富勒烯（C60
）的蒸發速率分別設定成2.4Å/秒鐘及1.6Å/秒鐘，並且分別以單層換算成為120nm、80nm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200nm的本體異質結構之光電轉換膜12。關於其他製作條件，藉由與所有元件（AD-1
）的製作相同的方法來製作光電轉換元件，並將該元件設為元件（BD-1
）。
使用各化合物（D-2）～（D-16）或（R-1）～（R-2）來代替化合物（D-1），並以相同的方式製作光電轉換元件，從而獲得了元件（BD-2
）～（BD-16
）及（BR-1
）～（BR-2
）。
（暗電流的評價）
以成為1.0×105
V/cm的電場強度的方式對所獲得之元件（BD-1
）施加電壓以進行暗電流的評價，並藉由相對於元件（AD-1
）的值之相對值來評價了相對於組成比率之容許性。
亦即，作為“相對值=元件（BD-1
）的暗電流值/元件（AD-1
）的暗電流值”求出了相對值。
對元件（AD-2
）～（AD-16
）及（AR-1
）～（AR-2
）與元件（BD-2
）～（BD-16
）及（BR-1
）～（BR-2
）亦以相同的方式分別求出了在使用各化合物之情況下之相對值。
評價為相對值的值越接近1，則對組成比變動之容許性越優異。具體而言，在相對值大於0.8且1.25以下的情況下評價為A，在大於0.5且0.8以下或大於1.25且2.0以下的情況下評價為B，在大於0.1且0.5以下或大於2.0且5.0以下的情況下評價為C，在0.1以下或大於5.0之情況下評價為D。實用上A或B為較佳，A為更佳。將結果示於表1中。
將使用利用各化合物而製作之光電轉換元件進行之試驗的結果示於下述表1中。
表1中，“式（3）”一欄示出所使用之特定化合物是否相當於式（3）所表示之化合物。在滿足本要件之情況下設為A，在不滿足之情況下設為B。
“Ar1
、Ar2
=多環芳香族烴/式（R）”一欄示出相當於特定化合物中之式（1）中的Ar1
、Ar2
所表示之基團之基團是否為可以具有取代基之多環芳香族烴環基或式（R）所表示之基團。在滿足本要件之情況下設為A，在不滿足之情況下設為B。
[表1]
| 化合物 | 特定化合物的特徵 | 評價 | |||
| 式（3） | AR1 ，AR2 = 多環芳香族烴 /式（R） | 耐熱性 | 對組成比變動之容許性 | ||
| 實施例1 | D-1 | A | B | B | A |
| 實施例2 | D-2 | A | A | A | A |
| 實施例3 | D-3 | A | B | A | B |
| 實施例4 | D-4 | A | A | A | A |
| 實施例5 | D-5 | A | A | A | A |
| 實施例6 | D-6 | A | A | A | A |
| 實施例7 | D-7 | A | A | A | A |
| 實施例8 | D-8 | A | A | A | A |
| 實施例9 | D-9 | A | A | A | A |
| 實施例10 | D-10 | A | B | A | B |
| 實施例11 | D-11 | A | B | A | B |
| 實施例12 | D-12 | A | B | B | A |
| 實施例13 | D-13 | A | B | B | A |
| 實施例14 | D-14 | A | A | A | A |
| 實施例15 | D-15 | B | B | B | B |
| 實施例16 | D-16 | A | B | B | A |
| 比較例1 | R-1 | - | - | D | C |
| 比較例2 | R-2 | - | - | C | D |
根據示於表1之結果，確認到對光電轉換膜使用特定化合物之本發明的光電轉換元件即使在蒸鍍製造光電轉換膜時光電轉換膜的組成比發生變動之情況下，亦顯示穩定之性能。又，確認到本發明的光電轉換元件對耐熱性亦優異。
另一方面，在使用了具有與特定化合物不同之結構的母核之化合物（R-1）之情況下，對光電轉換膜的組成比變動之容許性不充分。又，耐熱性亦比本發明的光電轉換元件差。
又，在使用了雖然具有與特定化合物相同的母核，但是與母核鍵結之基團不是芳香環基，而是作為烷基之化合物（R-2）之情況下，對光電轉換膜的組成比變動之容許性不充分。又，耐熱性亦比本發明的光電轉換元件差。
又，確認到在特定化合物相當於式（3）所表示之化合物之情況下，本發明的效果更加優異（參閱實施例16與其他實施例的比較結果等）。
確認到在相當於特定化合物的式（1）中之Ar1
及Ar2
之基團為可以具有取代基之多環芳香族烴環基或式（R）所表示之基團之情況下，本發明的效果更加優異（參閱在使用了相當於式（3）所表示之化合物之特定化合物之各實施例中的比較結果等）。
10a、10b:光電轉換元件
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:攝像元件
22:藍色光電轉換元件
24:紅色光電轉換元件
圖1係表示光電轉換元件的一結構例之剖面示意圖。
圖2係表示光電轉換元件的一結構例之剖面示意圖。
圖3係攝像元件的一實施形態的剖面示意圖。
10a:光電轉換元件
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
Claims (12)
- 一種光電轉換元件，其係依序具有導電性膜、光電轉換膜及透明導電性膜，其中 前述光電轉換膜包含式（1）所表示之化合物及n型半導體材料，式（1）中，X1 表示-O-、-S-、-Se-、-Te-或-NRa1 -， Ya1 及Za1 中的一者表示-CRa2 =或-N=而另一者表示-O-、-S-、-Se-、-Te-或-NRa3 -， Ya2 及Za2 中的一者表示-CRa2 =或-N=而另一者表示-O-、-S-、-Se-、-Te-或-NRa3 -， Q1 ～Q4 分別獨立地表示-CRa4 =或-N=， Ra1 ～Ra4 分別獨立地表示氫原子、鹵素原子、可以具有取代基之烷基、可以具有取代基之烷氧基、可以具有取代基之烷硫基、可以具有取代基之甲矽烷基、可以具有取代基之烯基、可以具有取代基之炔基、可以具有取代基之芳基或可以具有取代基之雜芳基， Ar1 及Ar2 分別獨立地表示可以具有取代基之芳香環基。
- 如請求項1所述之光電轉換元件，其中 前述式（1）所表示之化合物為式（2）所表示之化合物，式（2）中，X1 表示-O-、-S-、-Se-、-Te-或-NRa1 -， Ya1 及Za1 中的一者表示-CRa2 =或-N=而另一者表示-O-、-S-、-Se-、-Te-或-NRa3 -， Ya2 及Za2 中的一者表示-CRa2 =或-N=而另一者表示-O-、-S-、-Se-、-Te-或-NRa3 -， Ra1 ～Ra3 及R1 ～R4 分別獨立地表示氫原子、鹵素原子、可以具有取代基之烷基、可以具有取代基之烷氧基、可以具有取代基之烷硫基、可以具有取代基之甲矽烷基、可以具有取代基之烯基、可以具有取代基之炔基、可以具有取代基之芳基或可以具有取代基之雜芳基， Ar1 及Ar2 分別獨立地表示可以具有取代基之芳香環基。
- 如請求項1所述之光電轉換元件，其中 前述式（1）所表示之化合物為式（3）所表示之化合物，式（3）中，X2 表示-O-、-S-或-Se-， Yb1 及Yb2 分別獨立地表示-O-、-S-或-Se-， R1 ～R6 分別獨立地表示氫原子、鹵素原子、可以具有取代基之烷基、可以具有取代基之烷氧基、可以具有取代基之烷硫基、可以具有取代基之甲矽烷基、可以具有取代基之烯基、可以具有取代基之炔基、可以具有取代基之芳基或可以具有取代基之雜芳基， Ar1 及Ar2 分別獨立地表示可以具有取代基之芳香環基。
- 如請求項3所述之光電轉換元件，其中 X2 、Yb1 及Yb2 表示-S-。
- 如請求項1至請求項4之任一項所述之光電轉換元件，其中 Ar1 及Ar2 分別獨立地表示可以具有取代基之多環芳香族烴環基或式（R）所表示之基團， -ArX -ArY （R） 式（R）中，ArX 表示除了ArY 以外還可以具有取代基之單環芳香環基， ArY 表示可以具有取代基之芳香環基。
- 如請求項1至請求項4之任一項所述之光電轉換元件，其中 前述式（1）所表示之化合物的分子量為400～900。
- 如請求項1至請求項4之任一項所述之光電轉換元件，其中 前述光電轉換膜具有在混合前述式（1）所表示之化合物與前述n型半導體材料之狀態下形成之本體異質結構。
- 如請求項1至請求項4之任一項所述之光電轉換元件，其中 在前述導電性膜與前述透明導電性膜之間，除了前述光電轉換膜以外還具有1種以上的中間層。
- 如請求項1至請求項4之任一項所述之光電轉換元件，其中 前述n型半導體材料包含選自包括富勒烯及其衍生物之群組中之富勒烯類。
- 一種攝像元件，其係具有如請求項1至請求項9之任一項所述之光電轉換元件。
- 一種光感測器，其係具有如請求項1至請求項9之任一項所述之光電轉換元件。
- 一種光電轉換元件用材料，其係包含式（1）所表示之化合物，式（1）中，X1 表示-O-、-S-、-Se-、-Te-或-NRa1 -， Ya1 及Za1 中的一者表示-CRa2 =或-N=而另一者表示-O-、-S-、-Se-、-Te-或-NRa3 -， Ya2 及Za2 中的一者表示-CRa2 =或-N=而另一者表示-O-、-S-、-Se-、-Te-或-NRa3 -， Q1 ～Q4 分別獨立地表示-CRa4 =或-N=， Ra1 ～Ra4 分別獨立地表示氫原子、鹵素原子、可以具有取代基之烷基、可以具有取代基之烷氧基、可以具有取代基之烷硫基、可以具有取代基之甲矽烷基、可以具有取代基之烯基、可以具有取代基之炔基、可以具有取代基之芳基或可以具有取代基之雜芳基， Ar1 及Ar2 分別獨立地表示可以具有取代基之芳香環基。
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