TW202219039A - 花青素化合物及光電轉換元件 - Google Patents

Abstract

一種花青素化合物，其係由陰離子與陽離子所成作為對離子鍵結體之的花青素化合物，其特徵為前述陰離子為下述式(I-1)所示。

(式(I-1)中，R ¹及R ²各自獨立地表示氫原子或1價有機基，R ³及R ⁴各自獨立地表示苯基等之1價基，X表示氫原子、鹵素原子或1價有機基，Y表示正伸丙基等的2價基)

Description

花青素化合物及光電轉換元件

本發明關於一種花青素化合物、及使用其之光電轉換元件。

過去以來，已知有將可見光光電轉換，轉換成電子訊號或電能的技術。其中前者被廣泛利用作為攝像元件、後者被利用作為太陽能電池等。另外，將近紅外線光電轉換的技術，也被利用於暗處相機、距離測量等的各種感測器、通訊用途、分析裝置等。

另一方面，藉由使用讓可見光穿透過且選擇性地將近紅外線光電轉換的元件，可期待能夠對先前技術賦予新的價值。例如藉由在攝像元件的受光面配置這種光電轉換元件，能夠以相同元件、相同時機來進行攝像與偵測(例如三維測量等)。結果，可實現攝像元件的機能複合化、小型化或成本降低。或者，在顯示器前面板配置這種光電轉換元件，在屋外等場所，可在顯示影像的同時輔助性地供給電能，而實現電力的節省或無電池。

作為前述將近紅外線選擇性地光電轉換的光電轉換元件，從有機材料的設計自由度、膜厚薄、以及感度(量子效率)大小的層面看來，層合有機薄膜型的元件是令人期待的。這種層合有機薄膜型的光電轉換元件中，感光部使用僅吸收近紅外線且在可見光區儘可能沒有吸收的材料會是重點。此外，這種近紅外線吸收材料，除了前述以外，還可利用作為光資訊記錄媒體、有機太陽能電池、閃光式定影的感光材、隔熱薄膜、紅外線截止濾光片、防偽用墨、或塑膠瓶用預成型體加熱輔助劑。

關於僅吸收近紅外線且讓可見光的一部分穿透過的層合有機薄膜型元件的例子，例如專利文獻1報告了，藉由使用了金屬萘酞菁衍生物而在600～800nm具有吸收極大波長的材料選擇性地吸收光線的例子。專利文獻2～4記載了在合併可見光與近紅外線的範圍之中，吸收極大波長在700nm附近的光電轉換元件。其中，專利文獻3記載了提供一種材料，其在400～550nm的吸收強度為近紅外線區域吸收強度的1/10以下。非專利文獻1記載了一種光電轉換元件，是將對於近紅外線具有特異性吸收的花青素色素使用於感光層。 [先前技術文獻] [專利文獻]

專利文獻1：日本特開昭63-186251號公報 專利文獻2：日本特許第5270114號公報 專利文獻3：日本特開2012-169676號公報 專利文獻4：日本特開2017-34112號公報 [非專利文獻]

非專利文獻1：Org. Lett., Vol.11, No.21, 2009

[發明所欲解決的課題]

然而，在600～800nm的波長附近，具代表性的光電轉換元件的材料矽金屬，也具有紅外線的感度，因此專利文獻1～4的光電轉換元件就現今技術來說，難以判斷其優越性。此外，在將光電轉換元件利用作為暗處攝影或三維距離測量等所使用的紅外LED或對紅外線雷射發光的受光元件的情況，發光裝置的波長一般來說為800nm以上的波長。因此，在使用專利文獻1～4的元件的情況，會有必要利用特殊的發光裝置等，而導致成本提高。另外，非專利文獻5的材料及光電轉換元件，使用了極大波長為800nm以上的花青素色素。關於其量子效率在非專利文獻5中也有記載。然而在非專利文獻5中，關於大幅影響光電轉換元件的製造程序或元件本身的耐性的色素耐久性能(例如耐光性及耐熱性)並沒有記載，實際應用的可能性不明。

本發明是鑑於上述狀況的至少一部分而完成，目的為提供一種新的花青素化合物，更選擇性地吸收超過800nm的入射光，且耐光性及耐熱性亦優異；及使用該花青素化合物之光電轉換元件。 [用於解決課題的手段]

本發明人等為了達成上述目的而反覆鑽研，結果發現了一種新的花青素化合物，具有超過800nm的吸收極大波長，而完成了本發明。

亦即，本發明如下述。 [1]一種花青素化合物，其係由陰離子與陽離子所成作為對離子鍵結體之的花青素化合物，其特徵為前述陰離子為下述式(I-1)所示。

(式(I-1)中，R ¹及R ²各自獨立地表示氫原子或1價有機基，R ³及R ⁴各自獨立地表示下述式(I-1-1)所示之1價基，X表示氫原子、鹵素原子或1價有機基，Y表示下述式(I-1-2)或(I-1-3)所示之2價基)

(式(I-1-1)中，R ^a、R ^b、R ^c、R ^d及R ^e各自獨立地表示氫原子、1價烴基或1價求電子性基，R ^a、R ^b、R ^c、R ^d及R ^e之中1個以上表示前述1價求電子性基，R ^a、R ^b、R ^c、R ^d及R ^e之中1個為鹵素原子時，此外的R ^a、R ^b、R ^c、R ^d及R ^e之中1個以上表示前述1價烴基或前述1價求電子性基)

(式(I-1-2)中，R ^f、R ^g、R ^h、R ⁱ、R ^j及R ^k各自獨立地表示氫原子、或亦可具有氧原子、氮原子或硫原子之1價烴基)

(式(I-1-3)中，R ^l、R ^m、R ⁿ及R ^o各自獨立地表示氫原子、或亦可具有氧原子、氮原子或硫原子之1價烴基)。 [2]如上述花青素化合物，其中，前述陽離子係包含由鹼金屬陽離子、鹼土類金屬陽離子、銨陽離子、鋶陽離子、鏻陽離子及陽離子性花青素所成之群選出的1種以上。 [3]如上述花青素化合物，其中，前述陽離子係包含由鹼金屬陽離子、銨陽離子及陽離子性花青素所成之群選出的1種以上。 [4]如上述花青素化合物，其中，前述陽離子性花青素係下述式(I-2-1)、(I-2-2)、(I-2-3)或(I-2-4)所示之陽離子，

(式(I-2-1)、(I-2-2)、(I-2-3)及(I-2-4)中，E各自獨立地表示碳原子、氮原子、氧原子或硫原子， R ^p、R ^q、R ^r、R ^s、R ^t、R ^u、R ^v、R ^w及R ^x各自獨立地表示氫原子、鹵素原子、羥基、羧基、硝基、胺基、醯胺基、醯亞胺基、氰基、矽烷基、-L ¹、-S-L ²、-SS-L ²、   -SO ₂-L ³、-N=N-L ⁴、或由R ^q與R ^r、R ^s與R ^t、R ^t與R ^u、R ^u與R ^v、R ^v與R ^w及R ^w與R ^x之中1個以上的組合鍵結而成之下述式(A)、(B)、(C)、(D)、(E)、(F)、(G)及(H)所示之基所成之群選出的1種以上之基， 前述胺基、醯胺基、醯亞胺基及矽烷基係可被由碳數1～12之1價脂肪族烴基、碳數1～12之1價鹵素置換烷基、碳數3～14之1價脂環式烴基、碳數6～14之1價芳香族烴基及碳數3～14之1價雜環基所成之群選出的1種以上之基L進一步取代， 前述L ¹及L ⁴係可被前述基L進一步取代之碳數1～12之1價脂肪族烴基、碳數1～12之1價鹵素置換烷基、碳數3～14之1價脂環式烴基、碳數6～14之1價芳香族烴基或碳數3～14之雜環基， 前述L ²係氫原子、或是可被前述基L進一步取代之碳數1～12之1價脂肪族烴基、碳數1～12之1價鹵素置換烷基、碳數3～14之1價脂環式烴基、碳數6～14之1價芳香族烴基或碳數3～14之雜環基， 前述L ³係羥基、或是可被前述基L進一步取代之碳數1～12之1價脂肪族烴基、碳數1～12之1價鹵素置換烷基、碳數3～14之1價脂環式烴基、碳數6～14之1價芳香族烴基或碳數3～14之雜環基， Q ¹表示乙醯基，Q ²表示下述式(q1)、(q2)或(q3)所示之構造)

(式(A)、(B)、(C)、(D)、(E)、(F)、(G)及(H)中，R ^x與R ^y的組合係R ^q與R ^r、R ^s與R ^t、R ^t與R ^u、R ^u與R ^v、R ^v與R ^w或R ^w與R ^x的組合， R _A、R _B、R _C、R _D、R _E、R _F、R _G、R _H、R _I、R _J、R _K及R _L各自獨立地表示氫原子、鹵素原子、羥基、羧基、硝基、胺基、醯胺基、醯亞胺基、氰基、矽烷基、-L ¹、-S-L ²、-SS-L ²、-SO ₂-L ³或-N=N-L ⁴，L ¹、L ²、L ³及L ⁴係與前述式(I-2-1)及(I-2-2)中之L ¹、L ²、L ³及L ⁴同義，前述胺基、醯胺基、醯亞胺基及矽烷基亦可被前述基L取代)

(式(q1)中，m表示1～5之整數，式(q2)中，a及b各自表示1～5之整數)

(式(q3)中，n表示1～5之整數，T ₁、T ₂、T ₃、T ₄及T ₅各自獨立地表示氫原子或-OC _pH _p+1，p表示1～5之整數)。 [5]如上述花青素化合物，其中，前述R ¹及R ²中之前述1價有機基係可被1價烴基或1價求電子性基進一步取代之碳數1～12之1價脂肪族烴基、碳數1～12之1價鹵素置換烷基、碳數3～14之1價脂環式烴基、碳數6～14之1價芳香族烴基或碳數3～14之雜環基。 [6]如上述花青素化合物，其中，前述R ¹及R ²各自獨立地表示氫原子、碳數1～3之1價脂肪族烴基或前述式(I-1-1)所示之1價基。 [7]如上述花青素化合物，其中， 前述X中之前述1價有機基係表示羥基、羧基、硝基、胺基、醯胺基、醯亞胺基、氰基、矽烷基、-L ¹、-S-L ²、 -SS-L ³、-SO ₂-L ³、或-N=N-L ⁴， 前述胺基、醯胺基、醯亞胺基及矽烷基係可被由碳數1～12之1價脂肪族烴基、碳數1～12之1價鹵素置換烷基、碳數3～14之1價脂環式烴基、碳數6～14之1價芳香族烴基及碳數3～14之1價雜環基所成之群選出的1種以上之基L進一步取代， 前述L ¹及L ⁴係可被前述基L進一步取代之碳數1～12之1價脂肪族烴基、碳數1～12之1價鹵素置換烷基、碳數3～14之1價脂環式烴基、碳數6～14之1價芳香族烴基或碳數3～14之雜環基， 前述L ²係氫原子、或是可被前述基L進一步取代之碳數1～12之1價脂肪族烴基、碳數1～12之1價鹵素置換烷基、碳數3～14之1價脂環式烴基、碳數6～14之1價芳香族烴基或碳數3～14之雜環基， 前述L ³係羥基、或是可被前述基L進一步取代之碳數1～12之1價脂肪族烴基、碳數1～12之1價鹵素置換烷基、碳數3～14之1價脂環式烴基、碳數6～14之1價芳香族烴基或碳數3～14之雜環基。 [8]如上述花青素化合物，其中，前述X為鹵素原子。 [9]如上述花青素化合物，其中，前述R ^a、R ^b、R ^c、R ^d及R ^e中之前述1價烴基係可被由碳數1～12之1價脂肪族烴基、碳數3～14之1價脂環式烴基及碳數6～14之1價芳香族烴基所成之群選出的1種以上之基進一步取代之碳數1～12之1價脂肪族烴基、碳數3～14之1價脂環式烴基或碳數6～14之1價芳香族烴基。 [10]如上述花青素化合物，其中，前述R ^a、R ^b、R ^c、R ^d及R ^e中之前述1價求電子性基係鹵素原子、羧基、硝基、氰基、-COR所示之基、-CONR ₂所示之基、-SO ₂R所示之基或-SO ₃R所示之基，且前述R係與前述1價烴基同義或氫原子。 [11]如上述花青素化合物，其中，前述R ^a、R ^b、R ^c、R ^d及R ^e各自獨立地表示氫原子或鹵素原子，R ^a、R ^b、R ^c、R ^d及R ^e之中2個以上為鹵素原子。 [12]如上述花青素化合物，其中，前述R ^f、R ^g、R ^h、R ⁱ、R ^j、R ^k、R ^l、R ^m、R ⁿ及R ^o中之前述具有氧原子、氮原子或硫原子之1價烴基係可被可具有氧原子、氮原子或硫原子之由碳數1～12之1價脂肪族烴基、碳數3～14之1價脂環式烴基及碳數6～14之1價芳香族烴基所成之群選出的1種以上之基進一步取代之碳數1～12之1價脂肪族烴基、碳數3～14之1價脂環式烴基或碳數6～14之1價芳香族烴基。 [13]如上述花青素化合物，其中，R ^f、R ^g、R ^h、R ⁱ、R ^j、R ^k、R ^l、R ^m、R ⁿ及R ^o各自獨立地表示氫原子、或碳數1～12之1價脂肪族烴基。 [14]一種光電轉換元件，其係具備包含一對電極與設置於前述一對電極間之有機紅外線光電轉換膜的紅外線光電轉換部之光電轉換元件，其中 前述有機紅外線光電轉換膜係含上述花青素化合物。 [15]如上述光電轉換元件，其中，前述有機紅外線光電轉換膜含有有機n型半導體及/或有機p型半導體。 [16]如上述光電轉換元件，其中，前述紅外線光電轉換部中，於電極與有機紅外線光電轉換膜之間，含有由電洞傳輸層、電子傳輸層、電洞阻擋層、電子阻擋層所成之群選出的1個以上。 [17]如上述光電轉換元件，其中，前述紅外線光電轉換部中紅外線區域之光吸收光譜的吸收極大波長且吸收最大波長為800nm以上2500nm以下。 [18]如上述光電轉換元件，其中，前述光電轉換元件係進一步具備對可見光區域的光具有感度之可見光光電轉換部。 [發明之效果]

依據本發明，可提供一種花青素化合物，能更選擇性地吸收超過800nm的入射光，且耐光性及耐熱性亦優異；及使用該花青素化合物之光電轉換元件。

以下，因應必要參考圖式針對本實施方式(以下簡稱為「本實施形態」)詳細說明，然而本發明並不受下述本實施形態限定。本發明在不脫離其要旨的範圍可作各種改變。此外，在圖式中，相同的要素是採用相同的符號，而省略重複的說明。另外，上下左右等的位置關係，只要沒有特別註明，就是根據圖式所示的位置關係。此外，圖式的尺寸比率並不受限於圖中所示的比率。

(花青素化合物) 本實施形態的花青素化合物，係由陰離子與陽離子所成作為對離子鍵結體之的花青素化合物，其特徵為陰離子為下述式(I-1)所示。

此處，式(I-1)中，R ¹及R ²各自獨立地表示氫原子或1價有機基，R ³及R ⁴各自獨立地表示下述式(I-1-1)所示之1價基，X表示氫原子、鹵素原子或1價有機基，Y表示下述式(I-1-2)或(I-1-3)所示之2價基。

此處，式(I-1-1)中，R ^a、R ^b、R ^c、R ^d及R ^e各自獨立地表示氫原子、1價烴基或1價求電子性基，R ^a、R ^b、R ^c、R ^d及R ^e之中1個以上表示上述1價求電子性基，R ^a、R ^b、R ^c、R ^d及R ^e之中1個為鹵素原子時，此外的R ^a、R ^b、R ^c、R ^d及R ^e之中1個以上表示上述1價烴基或上述1價求電子性基。

此處，式(I-1-2)中，R ^f、R ^g、R ^h、R ⁱ、R ^j及R ^k各自獨立地表示氫原子、或亦可具有氧原子、氮原子或硫原子之1價烴基。

此處，式(I-1-3)中，R ^l、R ^m、R ⁿ及R ^o各自獨立地表示氫原子、或亦可具有氧原子、氮原子或硫原子之1價烴基。

(陰離子) 本實施形態中的陰離子為上述式(I-1)所示的陰離子。R ¹、R ²、R ³、R ⁴、X及Y，包含取代基在內碳數的合計，分別以60以下為佳，碳數50以下為更佳，碳數40以下為特佳。藉由讓碳數在此範圍內，會有花青素化合物的合成變得較容易，而且單位重量的吸收強度變高的傾向。

R ¹及R ²中的1價有機基並未受到特別限定，可列舉例如可被1價烴基或1價求電子性基進一步取代之碳數1～12之1價脂肪族烴基、碳數1～12之1價鹵素置換烷基、碳數3～14之1價脂環式烴基、碳數6～14之1價芳香族烴基或碳數3～14之雜環基。

碳數1～12之1價脂肪族烴基，可列舉例如甲基(Me)、乙基(Et)、正丙基(n-Pr)、異丙基(i-Pr)、正丁基(n-Bu)、第二丁基(s-Bu)、第三丁基(t-Bu)、戊基、己基、辛基、壬基、癸基及十二烷基等的烷基；乙烯基、1-丙烯基、2-丙烯基、丁烯基、1,3-丁二烯基、2-甲基-1-丙烯基、2-戊烯基、己烯基及辛烯基等的烯基；及乙炔基、丙炔基、丁炔基、2-甲基-1-丙炔基、己炔基及辛炔基等的炔基。這些之中，以碳數1～3之1價脂肪族烴基為佳，具體而言，以如甲基(Me)、乙基(Et)、正丙基(n-Pr)及異丙基(i-Pr)般的碳數1～3之烷基為佳。

碳數1～12之1價鹵素置換烷基，可列舉例如碳數1～3之1價鹵素置換烷基。這種鹵素置換烷基的較具體例子，可列舉三氯甲基、三氟甲基、1,1-二氯乙基、五氯乙基、五氟乙基、七氯丙基及七氟丙基。

碳數3～14之1價脂環式烴基，可列舉例如碳數4～10之1價脂環式烴基。這種脂環式烴基的較具體例子，可列舉環丁基、環戊基、環己基、環庚基及環辛基等的環烷基；及降莰烷基及金剛烷基等的多環脂環式基。

碳數6～14之1價芳香族烴基，可列舉例如苯基、甲苯基、茬基、均三甲苯基、異丙苯基、1-萘基、2-萘基、蒽基、菲基、苊基、萉基、四氫萘基、茚滿基及聯苯基。另外，該芳香族烴基可為之後詳細敘述的式(I-1-1)所示之1價基，此情況下，R ¹及R ³或R ²及R ⁴彼此可相同或相異。

碳數3～14之雜環基，可列舉例如呋喃、噻吩、吡咯、吡唑、咪唑、三唑、噁唑、噁二唑、噻唑、噻二唑、吲哚、吲哚啉、假吲哚、苯并呋喃、苯并噻吩、咔唑、二苯并呋喃、二苯并噻吩、吡啶、嘧啶、吡嗪、噠嗪、喹啉、異喹啉、吖啶、嗎啉及啡嗪等的雜環形成的基團。

作為取代基之1價烴基並未受到特別限定，可列舉例如碳數1～12之1價脂肪族烴基、碳數3～14之1價脂環式烴基、及碳數6～14之1價芳香族烴基。其例子或合適的態樣，分別可列舉與上述同樣的基團，因此此處省略說明。

作為取代基之1價求電子性基，只要是在本實施形態中的陰離子之中表現出求電子性的1價基，則並未受到特別限定。此處，該取代基是否為「求電子性基」，能夠以下述方式來判斷。亦即，對於具有該取代基的陰離子分子，藉由使用密度汎函數法的分子模擬(例如使用Gaussian公司製的量子化學計算程式Gaussian的分子模擬)進行構造最適化，求得電子親和力或離子化能量。將其稱為取代前的電子親和力或離子化能量。接下來，對於將上述陰離子分子中的上述取代基以氫原子或1價烴基取代之後的陰離子分子，同樣地求得電子親和力或離子化能量。將其稱為取代後的電子親和力或離子化能量。在取代後的電子親和力或離子化能量大於取代前的電子親和力或離子化能量的情況，判斷該取代基為求電子性基。關於這種1價求電子性基，會在之後詳細敘述，因此此處省略說明。

上述式(I-1-1)所示的1價基之中，R ^a、R ^b、R ^c、R ^d及R ^e(以下簡略表記為「R ^a～R ^e」)各自獨立地表示氫原子、1價烴基或1價求電子性基。R ^a～R ^e之中1個以上表示上述1價求電子性基，亦即，上述式(I-1-1)所示的1價基必定具有1價求電子性基。另外，R ^a～R ^e之中1個為鹵素原子時，此外的R ^a～R ^e之中1個以上表示上述1價烴基或上述1價求電子性基。亦即，在R ^a～R ^e之中1個為鹵素原子時，此外的R ^a～R ^e不會有全部為氫原子的態樣。1價烴基可列舉與上述同樣的基團，因此此處省略說明。

1價求電子性基，只要是本實施形態中的陰離子之中表現出求電子性的1價基，則並未受到特別限定。這種1價求電子性基，可列舉例如鹵素原子、羧基  (-COOH)、硝基(-NO ₂)、氰基(-CN)、-COR所示之基、   -CONR ₂所示之基、-SO ₂R所示之基或-SO ₃R所示之基。此處，R為氫原子或1價烴基，1價烴基與上述1價烴基同義，因此此處省略詳細說明。

鹵素原子，可列舉氟原子(F)、氯原子(Cl)、溴原子(Br)及碘原子(I)。

-COR所示之基(醯基)，可列舉例如乙醯基、丙醯基、丁醯基、異丁醯基、苯甲醯基、丙烯醯基及甲基丙烯醯基。此處，R的碳數可為1～6。

-CONR ₂所示之基(醯胺基)，可列舉例如醯胺基、甲基醯胺基、二甲基醯胺基、二乙基醯胺基、二丙基醯胺基、二異丙基醯胺基、及二丁基醯胺基。此處的   -CONR ₂所示之基，可為其中一個R與羧基的碳原子鍵結而成的內醯胺。內醯胺可列舉例如α-內醯胺基、β-內醯胺基、γ-內醯胺基、及δ-內醯胺基。此處，R的碳數可為1～4。

-SO ₂R所示之基，可列舉例如甲磺醯基、乙磺醯基、正丁磺醯基、苯磺醯基及對甲苯磺醯基。此處，R的碳數可為1～7。

-SO ₃R所示之基，可列舉例如磺酸基     (-SO ₃H)、甲磺酸基(-SO ₃CH ₃)、乙磺酸基(-SO ₃C ₂H ₅)、正丁磺酸基(-SO ₃C ₃H ₇)及苯磺酸基(-SO ₃C ₆H ₅)。此處，R的碳數可為1～6。

本實施形態中，從更選擇性地吸收超過800nm的入射光的觀點看來，以陰離子中的R ^a～R ^e當中有2個以上為求電子性基為佳，3個以上的求電子性基為較佳，全部為求電子性基為特佳。另外，從同樣的觀點看來，求電子性基以鹵素原子為佳，在R ^a～R ^e當中有2個以上為求電子性基的情況，以其全部為鹵素原子為較佳。

關於上述式(I-1-1)中之R ^a～R ^e的組合，只要是在R ^a～R ^e當中1個以上表示上述1價求電子性基，且R ^a～R ^e當中1個為鹵素原子時，此外的R ^a～R ^e當中1個以上表示上述1價烴基或上述1價求電子性基的組合，則可為上述例示的取代基之任何組合。

X表示氫原子、鹵素原子或1價有機基，這些之中，以鹵素原子為佳。鹵素原子可列舉與上述同樣的鹵素原子，因此此處省略說明。

X中的1價有機基並未受到特別限定，可列舉例如羥基、羧基、硝基、胺基、醯胺基、醯亞胺基、氰基、矽烷基、-L ¹、-S-L ²、-SS-L ³、-SO2-L ³、或-N=N-L ⁴。胺基、醯胺基、醯亞胺基及矽烷基係可被由碳數1～12之1價脂肪族烴基、碳數1～12之1價鹵素置換烷基、碳數3～14之1價脂環式烴基、碳數6～14之1價芳香族烴基及碳數3～14之1價雜環基所成之群選出的1種以上之基L進一步取代。

另外，L ¹及L ⁴為可被基L進一步取代之碳數1～12之1價脂肪族烴基、碳數1～12之1價鹵素置換烷基、碳數3～14之1價脂環式烴基、碳數6～14之1價芳香族烴基或碳數3～14之雜環基。L ²為氫原子或可被基L進一步取代之碳數1～12之1價脂肪族烴基、碳數1～12之1價鹵素置換烷基、碳數3～14之1價脂環式烴基、碳數6～14之1價芳香族烴基或碳數3～14之雜環基。L ³為羥基或可被基L進一步取代之碳數1～12之1價脂肪族烴基、碳數1～12之1價鹵素置換烷基、碳數3～14之1價脂環式烴基、碳數6～14之1價芳香族烴基或碳數3～14之1價雜環基。

碳數1～12之1價脂肪族烴基、碳數1～12之1價鹵素置換烷基、碳數3～14之1價脂環式烴基、碳數6～14之1價芳香族烴基及碳數3～14之1價雜環基可列舉與上述同樣的基團，因此此處省略說明。

可被基L進一步取代之碳數1～12之1價脂肪族烴基，以甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、第二丁基、第三丁基、戊基、己基、辛基、4-苯基丁基及2-環己基乙基為佳，較佳為甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、第二丁基、第三丁基及己基為較佳。

可被基L進一步取代之碳數1～12之1價鹵素置換烷基，以三氯甲基、五氯乙基、三氟甲基、五氟乙基及5-環己基-2,2,3,3-四氟戊基為佳，三氯甲基、五氯乙基、三氟甲基及五氟乙基為較佳。

可被基L進一步取代之碳數3～14之1價脂環式烴基，以環丁基、環戊基、環己基、4-乙基環己基、環辛基及4-苯基環庚基為佳，環戊基、環己基及4-乙基環己基為較佳。

可被基L進一步取代之碳數6～14之1價芳香族烴基，以苯基、1-萘基、2-萘基、甲苯基、茬基、均三甲苯基、異丙苯基、3,5-二第三丁基苯基、4-環戊基苯基、2,3,6-三苯基苯基及2,3,4,5,6-五苯基苯基為佳，苯基、甲苯基、茬基、均三甲苯基、異丙苯基及2,3,4,5,6-五苯基苯基為較佳。

可被基L進一步取代之碳數3～14之1價雜環基，以由呋喃、噻吩、吡咯、吲哚、吲哚啉、假吲哚、苯并呋喃、苯并噻吩或嗎啉所形成之基為佳，由呋喃、噻吩、吡咯或嗎啉所形成之基為較佳。

可被基L進一步取代之碳數1～12之1價脂肪族烴基、碳數1～12之1價鹵素置換烷基、碳數3～14之1價脂環式烴基、碳數6～14之1價芳香族烴基或碳數3～14之雜環基，亦可進一步具有由鹵素原子、磺酸基、羥基、氰基、硝基、羧基、磷酸基及胺基所成之群選出的1種以上。其例子可列舉4-磺丁基、4-氰丁基、5-羧戊基、5-胺戊基、3-羥丙基、2-磷醯基乙基、6-胺基-2,2-二氯己基、2-氯-4-羥丁基、2-氰基環丁基、3-羥基環戊基、3-羧基環戊基、4-胺基環己基、4-羥基環己基、4-羥苯基、2-羥萘基、4-胺苯基、2,3,4,5,6-五氟苯基、4-硝苯基、3-甲基吡咯所形成的基、2-羥基乙氧基、3-氰基丙氧基、4-氟苯甲醯基、2-羥基乙氧基羰基及4-氰基丁氧基羰基。

可具有基L之胺基，可列舉例如胺基、乙基胺基、二甲基胺基、甲基乙基胺基、二丁基胺基及二異丙基胺基。

可具有基L之醯胺基，可列舉例如醯胺基、甲基醯胺基、二甲基醯胺基、二乙基醯胺基、二丙基醯胺基、二異丙基醯胺基、二丁基醯胺基、α-內醯胺基、β-內醯胺基、γ-內醯胺基及δ-內醯胺基。

可具有基L之醯亞胺基，可列舉例如醯亞胺基、甲基醯亞胺基、乙基醯亞胺基、二乙基醯亞胺基、二丙基醯亞胺基、二異丙基醯亞胺基及二丁基醯亞胺基。

可具有基L之矽烷基，可列舉例如三甲基矽烷基、第三丁基二甲基矽烷基、三苯基矽烷基及三乙基矽烷基。

Y表示上述式(I-1-2)或(I-1-3)所示之2價基。式(I-1-2)中，R ^f、R ^g、R ^h、R ⁱ、R ^j及R ^k(以下簡略表記為「R ^f～R ^k」)各自獨立地表示氫原子、或可具有氧原子、氮原子或硫原子之1價烴基。另外，式(I-1-3)中，R ^l、R ^m、R ⁿ及R ^o(以下簡略表記為「R ^l～R ^o」)各自獨立地表示氫原子、或亦可具有氧原子、氮原子或硫原子之1價烴基。

可具有氧原子、氮原子或硫原子之1價烴基，可列舉例如可被可具有氧原子、氮原子或硫原子之由碳數1～12之1價脂肪族烴基、碳數3～14之1價脂環式烴基及碳數6～14之1價芳香族烴基所成之群選出的1種以上之基進一步取代之碳數1～12之1價脂肪族烴基、碳數3～14之1價脂環式烴基或碳數6～14之1價芳香族烴基。

在不具有氧原子、氮原子及硫原子的情況，1價烴基，更詳細而言，為碳數1～12之1價脂肪族烴基、碳數3～14之1價脂環式烴基及碳數6～14之1價芳香族烴基，以及作為取代基之碳數1～12之1價脂肪族烴基、碳數3～14之1價脂環式烴基及碳數6～14之1價芳香族烴基，可列舉與上述1價烴基同樣的基團，因此此處省略說明。

在具有氧原子、氮原子或硫原子的情況，1價烴基，可列舉例如具有由氧原子、氮原子及硫原子所成之群選出的1種以上且可被由碳數1～12之1價脂肪族烴基、碳數3～14之1價脂環式烴基及碳數6～14之1價芳香族烴基所成之群選出的1種以上的基(以下在Y的說明中，簡略表記為「取代基」)進一步取代之碳數1～12之1價脂肪族烴基、碳數3～14之1價脂環式烴基或碳數6～14之1價芳香族烴基。在具有氧原子的情況，可列舉例如具有羥基、醚基、羰基或羧基，在具有氮原子的情況，可列舉例如具有氰基或胺基。具有硫原子的情況，可列舉例如具有硫醚基。具有氧原子及氮原子的情況，可列舉例如具有硝基。具有氧原子及硫原子的情況，可列舉例如具有磺酸基。

氫原子或可具有氧原子、氮原子或硫原子之1價烴基，以氫原子或碳數1～12之1價脂肪族烴基為佳，碳數1～12之1價脂肪族烴基以碳數1～6之1價脂肪族烴基為較佳，碳數1～4之1價脂肪族烴基為更佳。

R ^f～R ^k及R ^l～R ^o的合適組合，可列舉例如下表所揭示的組合。

(陽離子) 本實施形態中的陽離子並未受到特別限定，以包含由鹼金屬陽離子、鹼土類金屬陽離子、銨陽離子、鋶陽離子、鏻陽離子及陽離子性花青素所成之群選出的1種以上為佳。陽離子以包含由鹼金屬陽離子、銨陽離子及陽離子性花青素所成之群選出的1種以上為較佳。

鹼金屬陽離子，可列舉例如鋰陽離子(Li ⁺)、鈉陽離子(Na ⁺)、鉀陽離子(K ⁺)、銣陽離子(R ^b+)及銫陽離子(Cs ⁺)。

鹼土類金屬陽離子，可列舉例如鈹陽離子(Be ²⁺)、鎂陽離子(Mg ²⁺)、鈣陽離子(Ca ²⁺)、鍶陽離子(Sr ²⁺)及鋇陽離子(Ba ²⁺)。

銨陽離子，可列舉銨離子(NH ₄ ⁺)、一級銨陽離子(NH ₃R ⁺)、二級銨陽離子(NH ₂R ₂ ⁺)、三級銨陽離子(NHR ₃ ⁺)及如以四丁基銨陽離子為代表的四烷基銨陽離子般的四級銨陽離子(HR ₄ ⁺)。此處，R表示如碳數1～12之烷基般的碳數1～12之1價脂肪族烴基、碳數3～14之1價脂環式烴基、或碳數6～14之1價芳香族烴基。

鋶陽離子，可列舉鋶離子(SH ₃ ⁺)、一級鋶陽離子(SH ₂R ⁺)、二級鋶陽離子(SHR ₂ ⁺)及三級鋶陽離子(SR ₃ ⁺)。此處，R表示如碳數1～12之烷基般的碳數1～12之1價脂肪族烴基、碳數3～14之1價脂環式烴基、或碳數6～14之1價芳香族烴基。

鏻陽離子，可列舉鏻離子(PH ₄ ⁺)、一級鏻陽離子(PH ₃R ⁺)、二級鏻陽離子(PH ₂R ₂ ⁺)、三級鏻陽離子(PHR ₃ ⁺)及四級鏻陽離子(PR ₄ ⁺)。此處，R表示如碳數1～12之烷基般的碳數1～12之1價脂肪族烴基、碳數3～14之1價脂環式烴基、或碳數6～14之1價芳香族烴基。

陽離子性花青素，可列舉例如下述式(I-2-1)、(I-2-2)、(I-2-3)或(I-2-4)所示之陽離子。

此處，式(I-2-1)、(I-2-2)、(I-2-3)及(I-2-4)中，E各自獨立地表示碳原子、氮原子、氧原子或硫原子。R ^p、R ^q、R ^r、R ^s、R ^t、R ^u、R ^v、R ^w及R ^x各自獨立地表示氫原子、鹵素原子、羥基、羧基、硝基、胺基、醯胺基、醯亞胺基、氰基、矽烷基、-L ¹、-S-L ²、-SS-L ²、-SO ₂-L ³、-N=N-L ⁴、或由R ^q與R ^r、R ^s與R ^t、R ^t與R ^u、R ^u與R ^v、R ^v與R ^w及R ^w與R ^x之中1個以上的組合鍵結而成之下述式(A)、(B)、(C)、(D)、(E)、(F)、(G)及(H)所示之基所成之群選出的1種以上之基。

胺基、醯胺基、醯亞胺基及矽烷基，為可被由碳數1～12之1價脂肪族烴基、碳數1～12之1價鹵素置換烷基、碳數3～14之1價脂環式烴基、碳數6～14之1價芳香族烴基及碳數3～14之1價雜環基所成之群選出的1種以上之基L進一步取代。

L ¹及L ⁴為可被基L進一步取代之碳數1～12之1價脂肪族烴基、碳數1～12之1價鹵素置換烷基、碳數3～14之1價脂環式烴基、碳數6～14之1價芳香族烴基或碳數3～14之雜環基。

L ²為氫原子、或是可被基L進一步取代之碳數1～12之1價脂肪族烴基、碳數1～12之1價鹵素置換烷基、碳數3～14之1價脂環式烴基、碳數6～14之1價芳香族烴基或碳數3～14之雜環基。

L ³為羥基、或是可被基L進一步取代之碳數1～12之1價脂肪族烴基、碳數1～12之1價鹵素置換烷基、碳數3～14之1價脂環式烴基、碳數6～14之1價芳香族烴基或碳數3～14之雜環基。

Q ¹表示乙醯基，Q ²表示下述式(q1)、(q2)或(q3)所示之構造。

此處，式(A)、(B)、(C)、(D)、(E)、(F)、(G)及(H)中，R ^x與R ^y的組合係R ^q與R ^r、R ^s與R ^t、R ^t與R ^u、R ^u與R ^v、R ^v與R ^w或R ^w與R ^x的組合。

R _A、R _B、R _C、R _D、R _E、R _F、R _G、R _H、R _I、R _J、R _K及R _L各自獨立地表示氫原子、鹵素原子、羥基、羧基、硝基、胺基、醯胺基、醯亞胺基、氰基、矽烷基、  -L ¹、-S-L ²、-SS-L ²、-SO ₂-L ³或-N=N-L ⁴。L ¹、L ²、L ³及L ⁴與上述式(I-2-1)及(I-2-2)中之L ¹、L ²、L ³及L ⁴同義，因此此處省略詳細說明。胺基、醯胺基、醯亞胺基及矽烷基亦可被基L取代。

此處，式(q1)中，m表示1～5之整數，式(q2)中，a及b各自表示1～5之整數。

此處，式(q3)中，n表示1～5之整數，T ₁、T ₂、T ₃、T ₄及T ₅各自獨立地表示氫原子或-OC _pH _p+1，p表示1～5之整數。

可具有基L之碳數1～12之脂肪族烴基、碳數1～12之鹵素置換烷基、碳數3～14之脂環式烴基、碳數6～14之芳香族烴基、及碳數3～14之雜環基，包含取代基在內碳數的合計，分別以50以下為佳，碳數40以下為更佳，碳數30以下為特佳。藉由讓碳數在此範圍內，會有花青素化合物的合成變得較容易，而且單位重量的吸收強度變高的傾向。

碳數1～12之脂肪族烴基、碳數1～12之鹵素置換烷基、碳數3～14之脂環式烴基、碳數6～14之芳香族烴基、碳數3～14之雜環基、及基L，分別可列舉與上述同樣的基團，因此此處省略說明。

-S-L ²，可列舉例如硫醇基、甲基硫醚基、乙基硫醚基、丙基硫醚基、丁基硫醚基、異丁基硫醚基、第二丁基硫醚基、第三丁基硫醚基、苯基硫醚基、2,6-二第三丁基苯基硫醚基、2,6-二苯基苯基硫醚基、及4-異丙苯基苯基硫醚基。

-SS-L ²，可列舉例如二硫醚基、甲基二硫醚基、乙基二硫醚基、丙基二硫醚基、丁基二硫醚基、異丁基二硫醚基、第二丁基二硫醚基、第三丁基二硫醚基、苯基二硫醚基、2,6-二第三丁基苯基二硫醚基、2,6-二苯基苯基二硫醚基、及4-異丙苯基苯基二硫醚基。

-SO ₂-L ³，可列舉例如磺酸基、甲磺醯基、乙磺醯基、正丁磺醯基、及對甲苯磺醯基。

-N=N-L ⁴，可列舉例如甲基偶氮基、苯基偶氮基、對甲基苯基偶氮基、及對二甲基胺基苯基偶氮基。

本實施形態的花青素化合物中的陰離子，可依據後述實施例所記載的方法或參考該方法來調製。另外，本實施形態的花青素化合物中的陽離子，可藉由以往周知的方法來調製。

本實施形態的花青素化合物，尤其是藉由具有上述陰離子，容易具有超過800nm的吸收極大波長，容易抑制可見光的吸收同時更選擇性地吸收超過800nm的入射光(尤其是紅外線)。這被認為是因為上述陰離子具有容易讓能隙狹窄的構造，然而原因不限於此。另外，本實施形態的花青素化合物，尤其是藉由具有上述陰離子，容易表現出較高的耐久性能(例如耐光性及耐熱性)。這被認為因為是上述陰離子具有較安定的分子軌域，以及尤其在R ¹～R ⁴蓬大的情況，會阻礙活性氧等接近容易自動氧化的次甲基部位，抑制了陰離子的劣化，然而原因不限於此。

(光電轉換元件) 本實施形態的光電轉換元件，是指具有會產生對應於紅外線區域的入射光量的電荷之光電轉換部(以下亦稱為紅外線光電轉換部)，並且經過用來將所產生的電荷累積的電容(亦稱為累積部)或用來讀取的電晶體電路(亦稱為讀取部)等輸出至光電轉換元件外部。此處，紅外線光電轉換部，是指在對向的一對電極間配置有機紅外線光電轉換膜，並且光線從電極上方入射至光電轉換部。另外，有機紅外線光電轉換膜，是含有吸收至少一部分紅外線區域的入射光的材料(以下稱為「有機紅外線吸收材料」)之感光性薄膜，並且光線入射的結果，會產生電洞與電子。

(有機紅外線吸收材料) 本實施形態中的有機紅外線吸收材料包含上述花青素化合物。

本實施形態中的有機紅外線吸收材料，以紅外線區域之光吸收光譜之吸收極大波長且吸收最大波長為800nm以上2500nm以下為佳。亦即，在將有機紅外線吸收材料製成薄膜狀態的有機光電轉換膜時，在800nm～2500nm這樣的波長範圍存在呈極大且最大的光吸收峰。其中，紅外線吸收峰的吸收率以50%以上為佳。

此外，本實施形態中的有機紅外線吸收材料，以儘可能沒有在800nm～2500nm以外的波長區域的吸收為佳。但是，本實施形態中的有機紅外線吸收材料，只要在800nm以上2500nm以下出現紅外線區域之光吸收光譜的吸收極大波長且吸收最大波長，在作為光電轉換元件使用時，在固相狀態下實現該波長的吸收即可。一般而言，光電轉換元件所使用的光電轉換材料，其莫耳吸光係數愈高，愈能夠提升感度，因此莫耳吸光係數以高為佳。

本實施形態中的有機紅外線吸收材料，可僅由上述花青素化合物所構成，然而亦可包含其他周知的紅外線吸收物質。這種化合物可列舉例如上述以外的花青素化合物、方酸化合物、氯鎓化合物、亞銨化合物、二硫代烯化合物、雙二硫代烯化合物、卟啉化合物、酞菁化合物、萘酞菁化合物、BODIPY化合物、及四萘嵌三苯二醯亞胺。

(有機紅外線光電轉換膜) 本實施形態的光電轉換元件所使用的有機紅外線光電轉換膜，可藉由使上述有機紅外線吸收材料薄膜化等來得到。本實施形態中的有機紅外線光電轉換膜的形成方法，可列舉一般的乾式成膜法及濕式成膜法。這種形成方法，具體而言可列舉真空程序的電阻加熱蒸鍍、電子束蒸鍍、濺鍍、分子層合法、溶液程序的澆鑄、旋轉塗佈、浸漬塗佈、刮刀塗佈、線棒塗佈、噴霧塗佈等的塗佈法、噴墨印刷、絲網印刷、平版印刷、凸版印刷等的印刷法、微接觸印刷法等的軟微影術的手段。各層的成膜可採用將這些手段當中的多種組合成的方法。

例如，在乾式成膜法之中，將本實施形態的花青素化合物以及因應必要加入且對應於光電轉換元件用途的化合物加以混合，而製成組成物，在真空下蒸鍍於電極或後述有機薄膜層上，可得到有機紅外線光電轉換膜。另外，在濕式成膜法之中，將本實施形態的花青素化合物以及因應必要加入且對應於光電轉換元件用途的化合物與溶劑一起混合，製成液狀的組成物，塗佈或印刷至電極或有機薄膜上，進一步乾燥，可得到有機紅外線光電轉換膜。

以含有上述花青素化合物的方式所製作出的有機紅外線光電轉換膜，其厚度會取決於各物質的電阻值、電荷轉移度，因此無法加以限定，通常為0.5nm以上5000nm以下，宜為1nm以上1000nm以下，較佳為5nm以上500nm以下。

本實施形態中的有機紅外線光電轉換膜可包含上述花青素化合物以外的有機物，其中包含p型及/或n型有機半導體時，可將入射光的能量更有效地轉換成電子訊號，故為適合。其中，對於有機紅外線吸收材料來說，如果是有機p型半導體，則容易提供電子(離子化電位小)，或者，如果是有機n型半導體，則容易接受電子(電子親和力大)，能夠將入射光的能量更有效地轉換成電子訊號，故為適合。較具體而言，離子化電位(HOMO能階)，在薄膜固體的形態時以-5.5eV以上為佳。另外，電子親和力(LUMO能階)，在薄膜固體的形態時以-3.0eV以下為佳。此處，離子化電位(HOMO能階)是指在大氣中藉由光電子收量分光法所測得之值。另外，電子親和力(LUMO能階)，是指由近紅外線分光光譜的最長波長吸收端計算出能帶間隙值，減去上述HOMO能階所求得之值。

在使用有機半導體的情況，可採用將本實施形態的花青素化合物與有機半導體混合使用，以及將僅藉由本實施形態的花青素化合物所製作出來的層(以下稱為「花青素化合物層」)與僅藉由有機半導體所製作出來的層(以下稱為「有機半導體層」)多層化來使用這兩種態樣。

在使用有機半導體層的情況，該層可為一層或兩層以上。有機半導體層可為有機p型半導體膜或有機n型半導體膜，或可為其混合膜(塊材異質構造)。尤其有機半導體層以具有塊材異質接合構造層為佳。此情況下，藉由使有機紅外線光電轉換膜含有塊材異質接合構造，可彌補有機紅外線光電轉換膜的載子擴散長度短的缺點，可提升光電轉換效率。

併用上述花青素化合物層與有機半導體層的情況，將其層合而成的層合體的厚度也會取決於各物質的電阻值、電荷轉移度，因此無法加以限定，通常為0.5nm以上5000nm以下，宜為1nm以上1000nm以下，較佳為5至500nm的範圍。此情況下，有機半導體層，以2層以上10層以下左右為佳。

以下針對有機半導體詳細敘述。

(有機p型半導體) 有機p型半導體(化合物)，是指供體性有機半導體(以下亦稱為「供體性有機化合物」)，主要以電洞傳輸性有機化合物為代表，具有容易供予電子的性質的有機化合物。進一步詳細而言，在使兩種有機材料接觸來使用時，是指離子化電位小的一者的有機化合物。所以，供體性有機化合物，只要是具有電子供予性的有機化合物，則任一種有機化合物皆可使用。

這種供體性有機化合物，可列舉例如具有三芳香基胺化合物、聯苯胺化合物、吡唑啉化合物、苯乙烯胺化合物、腙化合物、三苯基甲烷化合物、咔唑化合物、聚矽烷化合物、噻吩化合物、酞菁化合物、花青素化合物、部花青素化合物、氧雜菁(OXONOL)化合物、聚胺化合物、吲哚化合物、吡咯化合物、吡唑化合物、聚亞芳基化合物、縮合芳香族碳環化合物(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、熒蒽衍生物)及含氮雜環化合物作為配位子的金屬錯合物。此外，不限於這些化合物，只要是如上述般，離子化電位比作為受體性有機化合物使用的有機化合物還小的有機化合物，即可作為供體性有機半導體來使用。

(有機n型半導體) 有機n型半導體(化合物)是指受體性有機半導體(以下亦稱為「受體性有機化合物」)，主要以電子傳輸性有機化合物為代表，具有容易接受電子的性質的有機化合物。進一步詳細而言，是指在讓兩種有機化合物接觸而使用時，是電子親和力大的一者的有機化合物。所以，受體性有機化合物，只要是具有電子接受性的有機化合物，則任一種有機化合物皆可使用。

這種受體性有機化合物，可列舉例如具有縮合芳香族碳環化合物(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、熒蒽衍生物、富勒烯衍生物)、含有氮原子、氧原子、硫原子之5～7員雜環化合物(例如吡啶、吡嗪、嘧啶、噠嗪、三嗪、喹啉、喹惡啉、喹唑啉、酞嗪、噌啉、異喹啉、喋啶、吖啶、吩嗪、啡啉、四唑、吡唑、咪唑、噻唑、噁唑、吲唑、苯并咪唑、苯并三唑、苯并噁唑、苯并噻唑、咔唑、嘌呤、三唑并噠嗪、三唑并嘧啶、四氮雜茚、噁二唑、咪唑并吡啶、吡咯啶、吡咯并吡啶、噻二唑并吡啶、二苯并氮呯、及三苯并氮呯)、聚亞芳基化合物、芴化合物、環戊二烯化合物、矽烷基化合物及含氮雜環化合物作為配位子的金屬錯合物。此外，不限於這些化合物，只要是如上述般，電子親和力比作為供體性有機化合物使用的有機化合物還大的有機化合物，即可作為受體性有機半導體來使用。

(紅外線光電轉換部) 本實施形態中的紅外線光電轉換部，具有：一對電極及設置於該一對電極之間的上述有機紅外線光電轉換膜。該紅外線光電轉換部，除了一對電極及有機紅外線光電轉換膜以外，還可使用有機薄膜層。該紅外線光電轉換部，可具有有機紅外線光電轉換膜以外的層，例如電子傳輸層、電洞傳輸層、電子阻擋層、電洞阻擋層、電子注入層、電洞注入層、結晶化防止層及層間接觸改良層。尤其，紅外線光電轉換部若具有由電子傳輸層、電洞傳輸層、電子阻擋層及電洞阻擋層所成之群選出的1種以上，則可得到即使弱的光量也能夠較有效地轉換成電子訊號的元件，故為適合。

圖1為部分表示本實施形態中的紅外線光電轉換部的一例的剖面模式圖。圖1所示的紅外線光電轉換部100，具備：包含有機紅外線吸收材料的有機紅外線光電轉換膜110、以包夾該有機紅外線光電轉換膜110的方式層合的電洞傳輸層120及電子傳輸層130、及以將其進一步包夾的方式層合的電極140及150。該紅外線光電轉換部100，主要因為有機紅外線光電轉換膜包含了有機紅外線吸收材料，所以能夠將包含可見光與紅外線的入射光之中800nm以上的紅外波長選擇性地光電轉換。以下針對紅外線光電轉換部100所具備的各構件詳細說明。

(電極) 在紅外線光電轉換部中所含的有機紅外線光電轉換膜具有電洞傳輸性的情況或有機紅外線光電轉換膜以外的有機薄膜層為具有電洞傳輸性的電洞傳輸層的情況，電極可達成由該有機紅外線光電轉換膜或其他有機薄膜層將電洞取出並將其收集起來的作用。另外，在紅外線光電轉換部中所含的有機紅外線光電轉換膜具有電子傳輸性的情況或有機紅外線光電轉換膜以外的有機薄膜層為具有電子傳輸性的電子傳輸層的情況，電極可達成由該有機紅外線光電轉換膜或其他有機薄膜層將電子取出並將其釋放出去的作用。

可作為電極使用的材料，只要具有某程度的導電性則並未受到特別限定，以考慮鄰接的有機紅外線光電轉換膜或其他有機薄膜層的密著性、電子親和力、離子化電位及安定性等來選擇為佳。可作為電極使用的材料，可列舉例如氧化錫(NESA)、氧化銦、氧化錫銦(ITO)及氧化鋅銦(IZO)等的導電性金屬氧化物；金、銀、鉑、鉻、鋁、鐵、鈷、鎳及鎢等的金屬：碘化銅及硫化銅等的無機導電性物質；聚噻吩、聚吡咯及聚苯胺等的導電性聚合物；及碳。這些材料可單獨使用一種或將多種混合使用，或將多種層合成2層以上來使用。電極的厚度，可考慮導電性任意選擇，可為5nm以上500nm以下，宜為10nm以上300nm以下。

電極所使用的材料的導電性，也是只要在不必要以上妨礙光電轉換元件的受光，則不受到特別限定，從光電轉換元件的訊號強度及消耗電力的觀點看來，導電性以儘量高為佳。例如透明性的電極只要是具有薄片電阻值為300Ω/□以下的導電性的ITO膜，即可作為電極充分發揮功能。但是，具備導電性為數Ω/□左右(例如5～9Ω/□)的ITO膜的基板也可從市售品來獲得，這種具有高導電性的基板是理想的。

在使用ITO膜的情況，電極的厚度可考慮導電性任意選擇，通常為5nm以上3000nm以下，宜為10nm以上300nm以下。形成ITO等的膜的方法，可列舉以往周知的蒸鍍法、電子束法、濺鍍法、化學反應法及塗佈法。亦可因應必要對於設置於基板上的ITO膜實施UV-臭氧處理或電漿處理。

另外，在將偵測波長不同的有機紅外線光電轉換膜層合多層的情況，使用於各有機紅外線光電轉換膜之間的電極的膜(也就是上述一對電極以外的電極之膜)，必須讓各有機紅外線光電轉換膜所偵測的光線以外的波長的光線穿透過。從這樣的觀點看來，該電極的膜以使用讓90%以上的入射光穿透過的材料為佳，使用讓95%以上的光線穿透過的材料為較佳。

另外，在本實施形態中的紅外線光電轉換部的下方進一步設置感測可見光區的光線的光電轉換部的情況，上述紅外線光電轉換部所使用的電極，其可見光及紅外線的穿透率以90%以上為佳，95%以上為較佳。

滿足這種條件的電極的材料，宜為可見光及紅外線的穿透率高、電阻值小的透明導電性氧化物(TCO；Transparent Conducting Oxide)。電極亦可使用Au等的金屬薄膜，然而若打算讓穿透率在90%以上，則電阻值會極端地增加。所以，電極以TCO為佳。TCO尤其以ITO、IZO、AZO、FTO、SnO ₂、TiO ₂及ZnO ₂為佳。

形成電極的方法並未受到特別限定，可考慮電極材料的適性適當地選擇。在使用透明電極的情況，其形成方法具體而言，可列舉印刷法及塗佈法等的濕式方法、真空蒸鍍法、濺鍍法及離子鍍法等的物理方法、CVD及電漿CVD法等的化學方法。另外，在電極的材料為如ITO般的透明導電性金屬氧化物的情況，其形成方法，可列舉例如電子束法、濺鍍法、電阻加熱蒸鍍法、化學反應法(溶膠-凝膠法等)及塗佈該金屬氧化物的分散物的方法。此外，還可對如ITO般的透明導電性金屬氧化物的膜實施UV-臭氧處理及電漿處理。

接下來針對有機紅外線光電轉換膜以外的有機薄膜層作說明。

電子傳輸層會發揮讓有機紅外線光電轉換膜所產生的電子往電極傳輸的功用；及阻擋電洞由電子傳輸目的地的電極移動至有機紅外線光電轉換膜的功用。

電洞傳輸層會發揮讓所產生的電洞由有機紅外線光電轉換膜往電極傳輸的功用；及阻擋電子由電洞傳輸目的地的電極移動至有機紅外線光電轉換膜的功用。

電子阻擋層會達成妨礙電子由電極往有機紅外線光電轉換膜移動，防止在有機紅外線光電轉換膜內再結合，降低暗電流，減少雜訊，將動態範圍放大的作用。

電洞阻擋層具有妨礙電洞由電極往有機紅外線光電轉換膜移動、防止在有機紅外線光電轉換膜內再結合，降低暗電流，減少雜訊，將動態範圍放大的功能。

(電洞傳輸層) 電洞傳輸層的材料，只要是作為固體攝像元件等的光電轉換元件中的電洞傳輸層周知的材料，則並未受到特別限定，可列舉例如聚苯胺及其摻雜材料、國際公開第2006/019270號所記載的氰化合物。

構成電洞傳輸層的材料，較具體而言，可列舉硒、碘化銅(CuI)等的碘化物、層狀鈷氧化物等的鈷錯合物、CuSCN、氧化鉬(MoO ₃等)、氧化鎳(NiO等)、4CuBr･3S(C ₄H ₉)以及有機電洞傳輸材。這些之中，碘化物可列舉例如碘化銅(CuI)。層狀鈷氧化物可列舉例如A _XCoO ₂(此處，A表示Li、Na、K、Ca、Sr或Ba，0≦X≦1)。另外，有機電洞傳輸材可列舉例如聚-3-己基噻吩(P3HT)、聚(3,4-伸乙基二氧噻吩)、(PEDOT；例如Starck-VTECH公司製的商品「Baytron P」)等的聚噻吩衍生物、2,2',7,7'-肆-(N,N-二對甲氧基苯基胺)-9,9'-螺結雙芴(spiro-MeO-TAD)等的芴衍生物、聚乙烯基咔唑等的咔唑衍生物、三苯基胺衍生物、二苯基胺衍生物、聚矽烷衍生物、及聚苯胺衍生物。此外，電洞傳輸層的材料，可列舉例如CuInSe ₂及硫化銅(CuS)等的具有1價銅的化合物半導體、磷化鎵(GaP)、氧化鎳(NiO)、氧化鈷(CoO)、氧化鐵(FeO)、氧化鉍(Bi ₂O ₃)、氧化鉬(MoO ₂)及氧化鉻(Cr ₂O ₃)。

另外，電洞傳輸層若具有比有機紅外線光電轉換膜的LUMO能階還淺的LUMO能階，則可賦予具有抑制有機紅外線光電轉換膜產生的電子往電極側移動的整流效果的電子阻擋機能，故為適合。這種電洞傳輸層也被稱為電子阻擋層。

構成電子阻擋層的材料之中，低分子的有機化合物可列舉例如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]聯苯基(α-NPD)等的芳香族二胺化合物、噁唑、噁二唑、三唑、咪唑、咪唑酮、茋衍生物、吡唑啉衍生物、四氫咪唑、聚芳香基烷、丁二烯、4,4',4"參(N-(3-甲基苯基)N-苯基胺基)三苯基胺(m-MTDATA)、卟啉、四苯基卟啉銅、酞菁、銅酞菁及鈦酞菁氧化物等的卟啉化合物、三唑衍生物、噁二唑衍生物、咪唑衍生物、聚芳香基烷衍生物、吡唑啉衍生物、吡唑哢衍生物、苯二胺衍生物、芳香基胺衍生物、胺基取代的查耳酮衍生物、噁唑衍生物、苯乙烯蒽衍生物、芴酮衍生物、腙衍生物、以及矽氮烷衍生物。另外，高分子的有機化合物，可列舉例如對苯乙烯、芴、咔唑、吲哚、芘、吡咯、甲吡啶、噻吩、乙炔及二乙炔等的聚合物及其衍生物。就算不是電子供予性化合物，只要是具有足夠的電洞傳輸性的化合物，即可作為構成電子阻擋層的材料來使用。此外，構成電子阻擋層的材料之中，無機化合物可列舉例如氧化鈣、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、氧化銦銀及氧化銥等的金屬氧化物、硒、碲及硫化銻。這些化合物可單獨使用一種或將兩種以上組合使用。

電洞傳輸層的厚度，從抑制暗電流且防止光電轉換效率降低的觀點看來，以10nm以上300nm以下為佳，30nm以上250nm以下為較佳，50nm以上200nm以下更佳。

形成電洞傳輸層的方法可為以往周知的方法，可為如真空蒸鍍法般的乾式成膜法及如溶液塗佈法般的濕式成膜法之任一者，從可讓塗佈面整平的觀點看來，宜為濕式成膜法。乾式製膜法可列舉例如如真空蒸鍍法般的蒸鍍法，以及濺鍍法。蒸鍍可為物理蒸鍍(PVD)及化學蒸鍍(CVD)之任一者，以真空蒸鍍等的物理蒸鍍為佳。濕式成膜法可列舉例如噴墨法、噴霧法、噴嘴印刷法、旋轉塗佈法、浸漬塗佈法、澆鑄法、模具塗佈法、輥式塗佈法、棒式塗佈法及凹版塗佈法。

(電子傳輸層) 構成電子傳輸層的材料，只要是作為固體攝像元件等的光電轉換元件中的電子傳輸層周知的材料，則並未受到特別限定，可列舉例如八氮雜卟啉、及p型半導體的全氟體(全氟并五苯或全氟酞菁等)、富勒烯、富勒烯衍生物(例如[6,6]-Phenyl-C61-Butyric Acid Methyl Ester；PCBM等)、如苝、茚并茚及茚并茚衍生物般的有機化合物、如氧化鈦(TiO ₂等)、氧化鎳(NiO)、氧化錫(SnO ₂)、氧化鎢(WO ₂、WO ₃、W ₂O ₃等)、氧化鋅(ZnO)、氧化鈮(Nb ₂O ₅等)、氧化鉭(Ta ₂O ₅等)、氧化釔(Y ₂O ₃等)、及鈦酸鍶(SrTiO ₃等)般的無機氧化物。電子傳輸層可為多孔質或緻密的層，在將其層合的情況，以由有機紅外線光電轉換膜的一側開始依序層合多孔質的電子傳輸層及緻密的電子傳輸層來設置為佳。

另外，若電子傳輸層具有比有機紅外線光電轉換膜的HOMO能階還深的HOMO能階，則可賦予具有抑制有機紅外線光電轉換膜產生的電洞往對向電極側移動的整流效果的電洞阻擋機能，故為適合。這種電子傳輸層也被稱為電洞阻擋層。

構成電洞阻擋層的材料，可列舉例如1,3-雙(4-第三丁基苯基-1,3,4-噁二唑基)伸苯基(OXD-7)等的噁二唑衍生物、蒽醌二甲烷衍生物、二苯基醌衍生物、浴銅靈、深啡啉及其衍生物、三唑化合物、參(8-羥基喹啉根)鋁錯合物、雙(4-甲基-8-喹啉根)鋁錯合物、噻咯化合物、卟啉系化合物、DCM(4-二氰基亞甲基-2-甲基-6-(4-(二甲基胺基苯乙烯))-4H吡喃)等的苯乙烯系化合物、萘四羧酸酐、萘四羧酸二醯亞胺、苝四羧酸酐、苝四羧酸二醯亞胺等的n型半導體材料、氧化鈦、氧化鋅及酸化鎵等的n型無機氧化物，以及氟化鋰、氟化鈉及氟化銫等的鹼金屬氟化物。此外，在鹼金屬化合物中摻雜有機半導體分子而成的化合物，也具有改善對向電極的電連接的功能，故為適合。這些化合物可單獨使用一種或將兩種以上組合使用。

電子傳輸層的厚度，從抑制暗電流且防止光電轉換效率降低的觀點看來，以10nm以上300nm以下為佳，30nm以上250nm以下為較佳，50nm以上200nm以下更佳。

形成電子傳輸層的方法可為以往周知的方法，可為如真空蒸鍍法般的乾式成膜法及如溶液塗佈法般的濕式成膜法之任一者，從可讓塗佈面整平的觀點看來，宜為濕式成膜法。乾式製膜法，可列舉例如如真空蒸鍍法般的蒸鍍法，以及濺鍍法。蒸鍍可為物理蒸鍍(PVD)及化學蒸鍍(CVD)之任一者，以真空蒸鍍等的物理蒸鍍為佳。濕式成膜法可列舉例如噴墨法、噴霧法、噴嘴印刷法、旋轉塗佈法、浸漬塗佈法、澆鑄法、模具塗佈法、輥式塗佈法、棒式塗佈法及凹版塗佈法。

(層間接觸改良層) 層間接觸改良層，在上方的電極的成膜時，會發揮減輕對下方最靠近的膜，例如有機紅外線光電轉換膜造成的傷害的功能。尤其在形成於上方的電極的成膜時，因為存在於所使用的裝置中的高能量粒子，例如若是濺鍍法，則為濺鍍粒子或二次電子、Ar粒子、氧負離子等會衝撞下方最靠近的膜，而會有發生變質、漏電流的增加或感度降低等性能劣化的情形。防止此現象的一個方法，以在下方最靠近的膜的上層設置層間接觸改良層為佳。層間接觸改良層的材料，適合使用銅酞菁、PTCDA、乙醯丙酮錯合物、BCP等的有機物、有機金屬化合物、或MgAg、MgO等的無機物。層間接觸改良層的厚度的適當範圍會依照光電轉換膜的構成、電極的膜厚等而有所不同，尤其從選擇在可見光區域不會發生吸收的材料、或以極薄的厚度來使用的觀點看來，以2nm以上50nm為佳。

本實施形態的光電轉換元件，具有會產生對應於紅外線區域的入射光量的電荷之紅外線光電轉換部。所產生的電荷會以對應於電荷量的訊號被半導體讀取。因此，用來讓所產生的電荷累積的電容(以下亦稱為「累積部」)或用來讀取的電晶體電路(以下亦稱為「讀取部」)，會透過由導電材料所形成的連接部連接至光電轉換元件。另外，因應必要，光電轉換元件還可包含用來保持強度的基板或用來集光的微透鏡等。

(累積部、讀取部及連接部) 讀取部是為了讀取對應於有機紅外線光電轉換膜所產生的電荷的訊號而設置。讀取部是由例如CCD、CMOS電路或TFT電路等所構成，宜藉由配置於絕緣層內的遮光層來遮光。讀取電路與其所對應的電極會透過連接部來電連接。此外，為了確保讀取所必要的電荷量，亦可將由電容等所構成的累積部隔在電極與連接部之間。連接部被埋設於絕緣層，是用來將電極(例如透明電極或對向電極)與讀取部電連接的插頭等。在以這樣的方式構成的構件為固體攝像元件的情況，若光線入射，則該光線會入射至有機紅外線光電轉換膜，並在該處產生電荷。所產生的電荷之中的電子會被其中一個電極收集(及累積)，對應於其量的電壓訊號會藉由讀取部被輸出至固體攝像元件外部。

(可見光光電轉換部) 本實施形態的光電轉換元件具有在可見光區具有吸收光譜之可見光光電變化部，從提升光電轉換感度的觀點，以及併用紅外線成像或紅外線的位置資訊與可見光成像來提升使用時的影像處理速度的觀點看來是合適的。該可見光光電變化部，在本實施形態的光電轉換元件具有透明電極的情況等，紅外線光電轉換部讓可見光區域的光穿透過時，會將穿透過的可見光區的光線光電轉換，能夠以同時間來感測可見光與紅外線，因此可設置於紅外線光電轉換部的下方。

在可見光光電轉換部中，可使用具有以往周知的矽光二極體或對可見光具有感度的有機光電轉換材料的裝置(例如日本特開2013-258168號公報所記載的裝置)來感測可見光區的光線。另外，為了進行彩色攝像，可在可見光光電轉換部上設置彩色濾光片等或層合可見光波長感度不同的有機光電轉換層。

本實施形態的光電轉換元件，尤其是藉由讓有機紅外線光電轉換膜含有具有上述陰離子的花青素化合物，容易更選擇性地吸收超過800nm的入射光(尤其是紅外線)，結果會成為光電轉換效率優異的元件。這被認為是因為上述陰離子具有容易讓能隙狹窄的構造，然而原因不限於此。另外，本實施形態的光電轉換元件，尤其是藉由讓有機紅外線光電轉換膜含有具有上述陰離子的花青素化合物，容易表現出較高的耐久性能(例如耐光性及耐熱性)。這是被認為是因為上述陰離子具有較安定的分子軌域，然而原因不限於此。

(固體攝像元件) 本實施形態的固體攝像元件，是將多個本實施形態的光電轉換元件配置成陣列狀而設置的元件。亦即，藉由將多個光電轉換元件配置成陣列狀，構成了除了入射光量之外還可呈現入射位置資訊的固體攝像元件。

在固體攝像元件之中，在配置得較接近光源的紅外線光電轉換不會遮蔽(讓其穿透過)從光源側來觀察時配置於其背後的其他光電轉換部(可見光光電轉換部等)的吸收波長的情況，亦可層合多個光電轉換部。

在固體攝像元件之中，紅外線光電轉換部或可見光光電轉換部，從成形容易性的觀點看來，一部分可採相鄰各光電轉換元件彼此之間不具有構造上的區隔的同一平面上的薄膜的方式來構成。

本實施形態的固體攝像元件亦可進一步包含基板。基板是為了在其上層合各層，製造出固體攝像元件而使用，或為了提高固體攝像元件的機械強度而使用。基板的種類並不受特別限制，可列舉例如半導體基板、玻璃基板及塑膠基板。 [實施例]

以下藉由實施例進一步詳細說明本發明，而本發明並不受這些實施例限定。

(實施例1) 首先依照下述路徑合成出化合物1a。

在異丙基氯化鎂-氯化鋰錯合物的乾燥四氫呋喃溶液(約14%)中添加溴五氟苯，且使上述錯合物與溴五氟苯的莫耳比成為1.05：1.00，在-78℃下攪拌45分鐘，使其反應。對於所得到的生成物，以生成物與2,3-丁二酮的莫耳比成為1.0：1.1添加2,3-丁二酮，在室溫下攪拌2.5小時，使其反應，而得到化合物1a。將所得到的化合物1a純化，測定其產率，結果為53%。

接下來，依照下述路徑合成出氟化三氰基呋喃2a。氟化三氰基呋喃2a是參考Chem. Mater. 2002, 14, p2393-2400來合成。

將添加了5mol%的乙氧基鋰的1M乙醇溶液與丙二腈添加至乾燥四氫呋喃，進一步於其中添加化合物1a，且使丙二腈與化合物1a的莫耳比成為2：1，回流一整晚，使其反應，而得到氟化三氰基呋喃2a。將所得到的氟化三氰基呋喃2a純化，測定其產率，結果為10%。

另外，依照下述路徑合成出周知的二醛3。

對於過量的二甲基甲醯胺與環己酮混合4當量的磷醯氯，在0℃下使其反應30分鐘。對於所得到的生成物添加環己酮，進一步在55℃下攪拌3.5小時，使其反應，而得到二醛3。將所得到的二醛3純化，測定其產率，結果為52%。

然後，依照下述路徑合成出具有全氟苯基的花青素化合物4a。

將二醛3與氟化三氰基呋喃2a添加至添加了醋酸鈉的醋酸酐中，且使二醛3、氟化三氰基呋喃2a與醋酸鈉的莫耳比成為1.0：2.1：2.2，在120℃下攪拌4小時，使其反應，而合成出花青素化合物4a。將所得到的花青素化合物4a純化，測定其產率，結果為40%。將其NMR測定(測定裝置製品名：JTM-ECS400、日本電子股份有限公司製。以下同樣)的結果揭示於下。

(實施例2) 依照下述路徑，合成出具有全氟苯基的花青素化合物5a。

將實施例1所得到的花青素化合物4a添加至添加了四丁基碘化銨的丙酮溶液中，且使花青素化合物4a與四丁基碘化銨的莫耳比成為1.0：1.1，在室溫下攪拌1小時，使其反應，而合成出花青素化合物5a。將所得到的花青素化合物5a純化，測定其產率，結果為69%。將其NMR測定的結果揭示於下。

(參考例1) 依照下述路徑合成出周知的化合物1b。化合物1b是參考Angew. Chem. Int. Ed., 2017, 56, p2478-2481來合成。

在苯基溴化鎂的乾燥四氫呋喃溶液中在0℃下添加2,3-丁二酮，且使苯基溴化鎂與2,3-丁二酮的莫耳比成為1.05：1.00，然後在室溫下攪拌3小時，使其反應，而得到化合物1b。測定所得到的化合物1b的粗產率，結果為87%。

接下來，依照下述路徑合成出三氰基呋喃2b。

將添加了5mol%的乙氧基鋰的1M乙醇溶液與丙二腈添加至乾燥四氫呋喃，進一步將上述方式所得到的化合物1b不加以純化而直接添加於其中，且使丙二腈與化合物1b的莫耳比成為2：1，回流一整晚，使其反應，而得到三氰基呋喃2b。將所得到的三氰基呋喃2b純化，測定其產率，結果為25%。

然後，依照下述路徑合成出花青素化合物4b。

將二醛3與三氰基呋喃2b添加至添加了醋酸鈉的醋酸酐中，且使二醛3、三氰基呋喃2b與醋酸鈉的莫耳比成為1.0：2.1：2.2，在120℃下攪拌4小時，使其反應，而合成出花青素化合物4b。將所得到的花青素化合物4b純化，測定其產率，結果為38%。將其NMR測定的結果揭示於下。

(參考例2) 依照下述路徑合成出花青素化合物5b。

將參考例1所得到的花青素化合物4b添加至添加了四丁基碘化銨的丙酮溶液中，且使花青素化合物4b與四丁基碘化銨的莫耳比成為1.0：1.1，在室溫下攪拌1小時，使其反應，而合成出花青素化合物5b。將所得到的花青素化合物5b純化，測定其產率，結果為65%。將其NMR測定的結果揭示於下。

(比較例1) 藉由周知的方法合成出下述式所表示的化合物。

使用日立HighTechnologies股份有限公司製的分光光度計(製品名：U-4100)，測定實施例2、參考例2及比較例1所得到的各化合物的二氯甲烷溶液(1×10 ^-6M)的吸收極大波長及各波長域的穿透率。將實施例2的化合物的吸收光譜作為一個例子表示於圖2。所得到的吸收光譜之中的吸收極大波長，在實施例2為934nm，在參考例2為920nm，在比較例1為906nm。

＜耐光性＞ 在25℃的恆溫槽中，對於實施例2、參考例2及比較例1所得到的各化合物的脫水二氯甲烷溶液(1×10 ^-6M)持續照射白色LED燈(L-711)，調查溶液中的化合物殘存率(將照射直前溶液中的化合物濃度定為100%)。照射開始13天後，實施例2的化合物的殘存率為69%，相對於此，參考例2的化合物的殘存率為45%。另外，比較例1的化合物殘存率，在照射開始12天後到達偵測極限以下。

＜耐熱性＞ 以TG-DTA(裝置名：EXSTAR-6000TG/DTA6300、Seiko Instruments股份有限公司製)測定實施例2、參考例2及比較例1所得到的各化合物的分解溫度。預先對測定所使用的試樣實施加熱減壓乾燥處理(80℃、3×10 ²Pa、一整晚)。另外，測定是在氮氣環境下使溫度由30℃上昇至400℃來實施，測定重量減少2%時的溫度。實施例2的化合物重量減少2%時的溫度為約207℃，相對於此，參考例2的化合物重量減少2%時的溫度為約200℃、比較例1的化合物重量減少2%時的溫度為約198℃。

本申請是以2020年9月25日申請的日本專利申請(特願2020-161368)為基礎，其內容被收錄於此以作為參考。 產業上的可利用性

本發明之花青素化合物具有超過800nm的近紅外線的吸收，另外，對可見光沒有感度或極小。另外，本發明之花青素化合物，像是耐光性及耐熱性這些耐久性能亦優異。因此，本發明之花青素化合物，可作為透明、感測近紅外線而產生電荷、且耐久性優異的光電轉換元件的材料來使用。所以，本發明之花青素化合物及光電轉換元件，在要求這些特性的領域會有產業上的可利用性。具體而言，作為固體攝像元件，在保全用相機、車用相機、無人機用相機、農業用相機、產業用相機、如內視鏡用相機般的醫療用相機、遊戲機用相機、數位靜態相機、數位攝影機、行動電話用相機、上述以外的攜帶型機器用相機中的攝像元件；傳真機、掃描器及複印機等之中的影像讀取元件；及生物及化學感測器等之中的感測器等方面有產業上的可利用性。另外，作為顯示器，在電視螢幕、觸控螢幕、數位看板、可穿戴式顯示器、電子紙、小型車用的抬頭顯示器等方面有產業上的可利用性。此外，本發明之花青素化合物，除了上述以外，作為光資訊記錄媒體、閃光式定影的感光材、隔熱薄膜、紅外截止濾光片、防偽用墨等的材料、或塑膠瓶用預成型體加熱輔助劑也有產業上的可利用性。

100:紅外線光電轉換部 110:有機紅外線光電轉換膜 120:電洞傳輸層 130:電子傳輸層 140,150:電極

[圖1]為部分表示本發明之光電轉換部的一例的剖面模式圖。 [圖2]為本發明之花青素化合物的一例的吸收光譜。

Claims (18)

1. 一種花青素化合物，其係由陰離子與陽離子所成作為對離子鍵結體之花青素化合物，其特徵為前述陰離子為下述式(I-1)所示，

   

   (式(I-1)中，R ¹及R ²各自獨立地表示氫原子或1價有機基，R ³及R ⁴各自獨立地表示下述式(I-1-1)所示之1價基，X表示氫原子、鹵素原子或1價有機基，Y表示下述式(I-1-2)或(I-1-3)所示之2價基)

   

   (式(I-1-1)中，R ^a、R ^b、R ^c、R ^d及R ^e各自獨立地表示氫原子、1價烴基或1價求電子性基，R ^a、R ^b、R ^c、R ^d及R ^e之中1個以上表示前述1價求電子性基，R ^a、R ^b、R ^c、R ^d及R ^e之中1個為鹵素原子時，此外的R ^a、R ^b、R ^c、R ^d及R ^e之中1個以上表示前述1價烴基或前述1價求電子性基)

   

   (式(I-1-2)中，R ^f、R ^g、R ^h、R ⁱ、R ^j及R ^k各自獨立地表示氫原子、或亦可具有氧原子、氮原子或是硫原子之1價烴基)

   

   (式(I-1-3)中，R ^l、R ^m、R ⁿ及R ^o各自獨立地表示氫原子、或亦可具有氧原子、氮原子或是硫原子之1價烴基)。
2. 如請求項1之花青素化合物，其中，前述陽離子係包含由鹼金屬陽離子、鹼土類金屬陽離子、銨陽離子、鋶陽離子、鏻陽離子及陽離子性花青素所成之群選出的1種以上。
3. 如請求項2之花青素化合物，其中，前述陽離子係包含由鹼金屬陽離子、銨陽離子及陽離子性花青素所成之群選出的1種以上。
4. 如請求項3之花青素化合物，其中，前述陽離子性花青素係下述式(I-2-1)、(I-2-2)、(I-2-3)或(I-2-4)所示之陽離子，

   

   (式(I-2-1)、(I-2-2)、(I-2-3)及(I-2-4)中，E各自獨立地表示碳原子、氮原子、氧原子或硫原子， R ^p、R ^q、R ^r、R ^s、R ^t、R ^u、R ^v、R ^w及R ^x各自獨立地表示氫原子、鹵素原子、羥基、羧基、硝基、胺基、醯胺基、醯亞胺基、氰基、矽烷基、-L ¹、-S-L ²、-SS-L ²、   -SO ₂-L ³、-N=N-L ⁴、或由R ^q與R ^r、R ^s與R ^t、R ^t與R ^u、R ^u與R ^v、R ^v與R ^w及R ^w與R ^x之中1個以上的組合鍵結而成之下述式(A)、(B)、(C)、(D)、(E)、(F)、(G)及(H)所示之基所成群選出的1種以上之基， 前述胺基、醯胺基、醯亞胺基及矽烷基係可進一步被由碳數1～12之1價脂肪族烴基、碳數1～12之1價鹵素置換烷基、碳數3～14之1價脂環式烴基、碳數6～14之1價芳香族烴基及碳數3～14之1價雜環基所成群選出的1種以上之基L所取代， 前述L ¹及L ⁴係可被前述基L進一步取代之碳數1～12之1價脂肪族烴基、碳數1～12之1價鹵素置換烷基、碳數3～14之1價脂環式烴基、碳數6～14之1價芳香族烴基或碳數3～14之雜環基， 前述L ²係氫原子、或是可被前述基L進一步取代之碳數1～12之1價脂肪族烴基、碳數1～12之1價鹵素置換烷基、碳數3～14之1價脂環式烴基、碳數6～14之1價芳香族烴基或碳數3～14之雜環基， 前述L ³係羥基、或是可被前述基L進一步取代之碳數1～12之1價脂肪族烴基、碳數1～12之1價鹵素置換烷基、碳數3～14之1價脂環式烴基、碳數6～14之1價芳香族烴基或碳數3～14之雜環基， Q ¹表示乙醯基，Q ²表示下述式(q1)、(q2)或(q3)所示之構造)

   

   (式(A)、(B)、(C)、(D)、(E)、(F)、(G)及(H)中，R _x與R _y的組合係R ^q與R ^r、R ^s與R ^t、R ^t與R ^u、R ^u與R ^v、R ^v與R ^w或R ^w與R ^x的組合， R _A、R _B、R _C、R _D、R _E、R _F、R _G、R _H、R _I、R _J、R _K及R _L各自獨立地表示氫原子、鹵素原子、羥基、羧基、硝基、胺基、醯胺基、醯亞胺基、氰基、矽烷基、-L ¹、-S-L ²、-SS-L ²、-SO ₂-L ³或-N=N-L ⁴，L ¹、L ²、L ³及L ⁴係與前述式(I-2-1)及(I-2-2)中之L ¹、L ²、L ³及L ⁴同義，前述胺基、醯胺基、醯亞胺基及矽烷基亦可被前述基L取代)

   

   (式(q1)中，m表示1～5之整數，式(q2)中，a及b各自表示1～5之整數)

   

   (式(q3)中，n表示1～5之整數，T ₁、T ₂、T ₃、T ₄及T ₅各自獨立地表示氫原子或-OC _pH _{p ＋ 1}，p表示1～5之整數)。
5. 如請求項1～4中任1項之花青素化合物，其中，前述R ¹及R ²中之前述1價有機基係可被1價烴基或1價求電子性基進一步取代之碳數1～12之1價脂肪族烴基、碳數1～12之1價鹵素置換烷基、碳數3～14之1價脂環式烴基、碳數6～14之1價芳香族烴基或碳數3～14之雜環基。
6. 如請求項5之花青素化合物，其中，前述R ¹及R ²各自獨立地表示氫原子、碳數1～3之1價脂肪族烴基或前述式(I-1-1)所示之1價基。
7. 如請求項1～4中任1項之花青素化合物，其中，前述X中之前述1價有機基表示羥基、羧基、硝基、胺基、醯胺基、醯亞胺基、氰基、矽烷基、-L ¹、-S-L ²、 -SS-L ³、-SO ₂-L ³、或-N=N-L ⁴， 前述胺基、醯胺基、醯亞胺基及矽烷基係可進一步被由碳數1～12之1價脂肪族烴基、碳數1～12之1價鹵素置換烷基、碳數3～14之1價脂環式烴基、碳數6～14之1價芳香族烴基及碳數3～14之1價雜環基所成群選出的1種以上之基L所取代， 前述L ¹及L ⁴係可被前述基L進一步取代之碳數1～12之1價脂肪族烴基、碳數1～12之1價鹵素置換烷基、碳數3～14之1價脂環式烴基、碳數6～14之1價芳香族烴基或碳數3～14之雜環基， 前述L ²係氫原子、或是可被前述基L進一步取代之碳數1～12之1價脂肪族烴基、碳數1～12之1價鹵素置換烷基、碳數3～14之1價脂環式烴基、碳數6～14之1價芳香族烴基或碳數3～14之雜環基， 前述L ³係羥基、或是可被前述基L進一步取代之碳數1～12之1價脂肪族烴基、碳數1～12之1價鹵素置換烷基、碳數3～14之1價脂環式烴基、碳數6～14之1價芳香族烴基或碳數3～14之雜環基。
8. 如請求項7之花青素化合物，其中，前述X為鹵素原子。
9. 如請求項1～4中任1項之花青素化合物，其中，前述R ^a、R ^b、R ^c、R ^d及R ^e中之前述1價烴基係可被碳數1～12之1價脂肪族烴基、碳數3～14之1價脂環式烴基及碳數6～14之1價芳香族烴基所成群選出的1種以上之基進一步取代之碳數1～12之1價脂肪族烴基、碳數3～14之1價脂環式烴基或碳數6～14之1價芳香族烴基。
10. 如請求項1～4中任1項之花青素化合物，其中，前述R ^a、R ^b、R ^c、R ^d及R ^e中之前述1價求電子性基係鹵素原子、羧基、硝基、氰基、-COR所示之基、 -CONR ₂所示之基、-SO ₂R所示之基或-SO ₃R所示之基，且前述R係與前述1價烴基同義或氫原子。
11. 如請求項10之花青素化合物，其中，前述R ^a、R ^b、R ^c、R ^d及R ^e各自獨立地表示氫原子或鹵素原子，R ^a、R ^b、R ^c、R ^d及R ^e之中2個以上為鹵素原子。
12. 如請求項1～4中任1項之花青素化合物，其中，前述R ^f、R ^g、R ^h、R ⁱ、R ^j、R ^k、R ^l、R ^m、R ⁿ及R ^o中之前述具有氧原子、氮原子或硫原子之1價烴基係可被可具有氧原子、氮原子或硫原子之由碳數1～12之1價脂肪族烴基、碳數3～14之1價脂環式烴基及碳數6～14之1價芳香族烴基所成群選出的1種以上之基進一步取代之碳數1～12之1價脂肪族烴基、碳數3～14之1價脂環式烴基或碳數6～14之1價芳香族烴基。
13. 如請求項12之花青素化合物，其中，R ^f、R ^g、R ^h、R ⁱ、R ^j、R ^k、R ^l、R ^m、R ⁿ及R ^o各自獨立地表示氫原子、或碳數1～12之1價脂肪族烴基。
14. 一種光電轉換元件，其係具備包含一對電極與設置於前述一對電極間之有機紅外線光電轉換膜的紅外線光電轉換部之光電轉換元件，其中 前述有機紅外線光電轉換膜係含如請求項1～13中任1項之花青素化合物。
15. 如請求項14之光電轉換元件，其中，前述有機紅外線光電轉換膜含有有機n型半導體及/或有機p型半導體。
16. 如請求項14或15之光電轉換元件，其中，前述紅外線光電轉換部中，於電極與有機紅外線光電轉換膜之間，含有由電洞傳輸層、電子傳輸層、電洞阻擋層、電子阻擋層所成群選出的1個以上。
17. 如請求項14或15之光電轉換元件，其中，前述紅外線光電轉換部中紅外線區域之光吸收光譜的吸收極大波長且吸收最大波長為800nm以上2500nm以下。
18. 如請求項14或15之光電轉換元件，其中，前述光電轉換元件係進一步具備對可見光區域的光具有感度之可見光光電轉換部。

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