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TW202402758A - 攝像用的光電轉換元件用材料及使用其的攝像用光電轉換元件 - Google Patents

攝像用的光電轉換元件用材料及使用其的攝像用光電轉換元件 Download PDF

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TW202402758A
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carbon atoms
imaging
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TW112118949A
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林健太郎
井上棟智
Original Assignee
日商日鐵化學材料股份有限公司
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Abstract

本發明提供一種達成攝像用光電轉換元件的高感度化、高解析度化的材料、及使用其的攝像用光電轉換元件。一種攝像用的光電轉換元件用材料，其特徵在於包含下述通式（1）所表示的吲哚並咔唑化合物，另外，一種攝像用光電轉換元件，使用所述攝像用的光電轉換元件用材料。 在通式（1）中，環B與鄰接環在任意的位置縮合，表示式（1B）所表示的六元環。環C與鄰接環在任意的位置縮合，表示式（1C）所表示的五元環。Ar 1～Ar 5中的至少一個是下述通式（2）等所表示者。再者，通式（2）中的*表示與通式（1）的鍵結點。

Description

攝像用的光電轉換元件用材料及使用其的攝像用光電轉換元件
本發明是有關於一種光電轉換元件用材料以及使用其的光電轉換元件，特別是有關於一種有效用於攝像設備的光電轉換元件用材料。
近年來，正推進使用由有機半導體形成的薄膜的有機電子設備的開發。例如，可例示電場發光元件、太陽電池、電晶體元件、光電轉換元件等。特別是，該些中，作為基於有機物的電場發光元件的有機電致發光（electroluminescence，EL）元件的開發最先進，於推進在智慧型手機或電視機（television，TV）等中的應用的同時，繼續進行以更高功能化為目標的開發。
於光電轉換元件中，先前，使用矽等無機半導體的P-N結的元件的開發/實用化得以推進，正進行數位照相機、智慧型手機用照相機的高功能化研究、於監視用照相機、汽車用感測器等中的應用的研究，作為用以應對該些各種用途的課題，列舉有高感度化、畫素微細化（高解析度化）。於使用無機半導體的光電轉換元件中，為了獲得彩色圖像，主要採用在光電轉換元件的受光部上配置與作為光的三原色的紅綠藍（red green blue，RGB）對應的彩色濾光片的方式。於所述方式中，由於將RGB的彩色濾光片配置於平面上，因此於入射光的利用效率或解析度方面存在課題（非專利文獻1、非專利文獻2）。
作為此種光電轉換元件的課題的解決方案之一，正進行代替無機半導體而使用有機半導體的光電轉換元件的開發（非專利文獻1、非專利文獻2）。其是利用了有機半導體所具有的可選擇性地以高感度僅吸收特定波長區域的光的性質，提出了藉由將利用與光的三原色對應的有機半導體而得的光電轉換元件進行積層來解決高感度化、高解析度化的課題。另外，亦提出了將包含有機半導體的光電轉換元件與包含無機半導體的光電轉換元件積層而得的元件（非專利文獻3）。
此處，利用有機半導體的光電轉換元件是藉由如下方式而構成的元件，即，於兩片電極之間具有包含有機半導體的薄膜的光電轉換層，視需要於光電轉換層與兩片電極之間配置電洞阻擋層及/或電子阻擋層。於光電轉換元件中，藉由利用光電轉換層吸收具有所期望的波長的光來生成激子，繼而藉由激子的電荷分離而產生電洞以及電子。其後，藉由電洞以及電子遷移至各電極，將光轉換為電訊號。以促進所述過程為目的，一般使用在兩電極之間施加偏置電壓的方法，但減少因施加偏置電壓而產生的來自兩電極的漏電流成為課題之一。就此種情況而言，可以說控制光電轉換元件內的電洞或電子的遷移是光電轉換元件的特性顯現的關鍵。
光電轉換元件的各層中使用的有機半導體可大致分為P型有機半導體以及N型有機半導體，P型有機半導體用作電洞傳輸性材料，N型有機半導體用作電子傳輸性材料。為了控制光電轉換元件內的電洞以及電子的遷移，進行了各種具有適當物性、例如電洞遷移率、電子遷移率、最高被佔電子軌道（highest occupied molecular orbital，HOMO）的能量值、最低未佔用分子軌域（lowest unoccupied molecular orbital，LUMO）的能量值的有機半導體的開發，但為尚不能說具有充分特性的狀況，於商業上無法有效利用。
於專利文獻1中提出了一種元件，所述元件於光電轉換層中使用喹吖啶酮作為P型有機半導體，使用亞酞菁氯化物（subphthalocyanine chloride）作為N型有機半導體，於配置於光電轉換層與電極之間的第一緩衝層中使用吲哚並咔唑衍生物。
於專利文獻2中提出了一種於光電轉換層中使用䓛並二噻吩（chrysenodithiophene）衍生物作為P型有機半導體、使用富勒烯類或亞酞菁衍生物作為N型有機半導體的元件。
於專利文獻3、及專利文獻4中，提出了一種於配置於光電轉換層與電極之間的電子阻擋層中使用咔唑衍生物的元件。 於專利文獻5中，提出了一種於配置於光電轉換層與電極之間的電子阻擋層中使用芘衍生物或三伸苯衍生物的元件。 於專利文獻6中，提出了一種於光電轉換層中使用苯並噻吩二苯並噻吩、或苯並呋喃基二苯並呋喃等縮合芳香族化合物的元件。
另一方面，於專利文獻7中揭示了一種使用含氮六元環結構進行取代而得的吲哚並咔唑化合物的有機EL元件。 於專利文獻8中揭示了一種使用咔唑結構進行取代而得的吲哚並咔唑化合物的有機EL元件。 然而，該些均是與有機EL元件相關者，未具體地示出顯示出作為光電轉換元件用材料的優異的特性的情況。 [現有技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本專利特開2018-85427號公報 [專利文獻2]日本專利特開2019-54228號公報 [專利文獻3]日本專利特開2011-228614號公報 [專利文獻4]日本專利特開2021-77888號公報 [專利文獻5]日本專利特開2015-153910號公報 [專利文獻6]WO2021/090619 [專利文獻7]WO2008/056746 [專利文獻8]WO2009/136595 [非專利文獻]
[非專利文獻1]NHK技研R&D No.132,pp.4-11（2012.3） [非專利文獻2]NHK技研R&D No.174,pp.4-17（2019.3） [非專利文獻3]2019電氣及電子工程師學會（Institute of Electrical and Electronics Engineers，IEEE）國際電子設備會議（International Electron Devices Meeting，IEDM），pp.16.6.1-16.6.4（2019）
[發明所欲解決之課題]
對於攝像用的光電轉換元件，為了推進數位照相機、智慧型手機用照相機的高功能化、或於監視用照相機、汽車用感測器等中的應用，而成為更高感度化、高解析度化的課題。本發明鑒於此種現狀，其目的在於提供一種達成攝像用的光電轉換元件的高感度化、高解析度化的材料及使用所述材料的攝像用的光電轉換元件。 [解決課題之手段]
本發明者等人對所述課題進行了努力研究，結果發現，於藉由光電轉換元件中的光電轉換層中的激子的電荷分離而產生電洞及電子的過程、以及光電轉換元件內的電洞及電子的遷移的過程中，藉由使用在取代基具有特定的咔唑化合物的吲哚並咔唑化合物，該些有效率地得以推進，從而完成了本發明。特別是新發現，藉由使用在取代基具有特定的咔唑結構的吲哚並咔唑化合物，可控制光電轉換元件內的電荷產生、及電荷遷移的過程，提高與光電轉換元件的高感度化相關的明暗比。
本發明是一種攝像用的光電轉換元件用材料，其特徵在於包含下述通式（1）所表示的吲哚並咔唑化合物。 [化1] 在通式（1）中， 環B與鄰接環在任意的位置縮合，表示式（1B）所表示的六元環。 環C與鄰接環在任意的位置縮合，表示式（1C）所表示的五元環。 Ar 1～Ar 5分別獨立地表示氘、氰基、鹵素、硝基、碳數1～20的烷基、碳數7～38的芳烷基、碳數2～20的烯基、碳數2～20的炔基、碳數2～20的醯基、碳數2～20的醯氧基、碳數1～20的烷氧基、碳數2～20的烷氧基羰基、碳數2～20的烷氧基羰氧基、碳數1～20的烷基磺醯基、經取代或未經取代的碳數6～18的芳香族烴基、經取代或未經取代的碳數3～18的芳香族雜環基、或者2個～20個該些芳香族基連結而成的經取代或未經取代的連結芳香族基，Ar 1～Ar 5中的至少一個由下述通式（2）～通式（8）中的任一個表示。再者，在Ar 1～Ar 5為具有氫原子的基的情況下，所述氫原子可經氘或鹵素取代。 a、b、c表示取代數，a、b分別獨立地表示0～4的整數，c表示0～2的整數。 [化2] 在通式（2）～通式（8）中，*表示與通式（1）的鍵結點， L 1～L 4表示直接鍵、經取代或未經取代的碳數6～18的芳香族烴基、經取代或未經取代的碳數3～18的芳香族雜環基、或者2個～3個該些芳香族環連結而成的經取代或未經取代的連結芳香族基。 Ar 6～Ar 16分別獨立地為氘、氰基、經取代或未經取代的碳數12～36的二芳基胺基、經取代或未經取代的碳數12～36的芳基雜芳基胺基、經取代或未經取代的碳數12～36的二雜芳基胺基、經取代或未經取代的碳數6～18的芳香族烴基、經取代或未經取代的碳數3～18的芳香族雜環基、或者2個～3個該些芳香族環連結而成的經取代或未經取代的連結芳香族基， d～k表示取代數，d、g、h、j、k分別獨立地為0～4的整數，e、f、i分別獨立地表示0～3的整數。
所述通式（1）較佳為由下述通式（9）～通式（13）中的任一個表示。即，由所述通式（1）表示的吲哚並咔唑化合物較佳為由下述通式（9）表示，同樣較佳為由下述通式（10）表示，同樣較佳為由下述通式（11）表示，同樣較佳為由下述通式（12）表示，同樣較佳為由下述通式（13）表示。關於通式（1），作為其形態，可自該些中自通式（9）～通式（13）所表示的吲哚並咔唑化合物中適宜選擇。例如，所述通式（1）可由下述通式（9）～通式（11）及通式（13）中的任一個表示，另外，可由下述通式（10）、通式（11）及通式（13）中的任一個表示，另外，可由下述通式（9）、通式（11）～通式（13）中的任一個表示。再者，在該些通式（9）～（13）中，Ar 1～Ar 5、及a～c與所述通式（1）中敘述的內容相同。 [化3]
另外，所述通式（5）～通式（8）較佳為由下述通式（5A）～通式（8C）表示。再者，在通式（5A）～通式（8C）中，L 1～L 4、Ar 12～Ar 16、h～k與所述通式（5）～通式（8）中記載的內容相同。 [化4] [化5]
對於所述通式（1）中的Ar 1或Ar 5中的至少一個，較佳為由所述通式（2）～通式（8）中的任一個表示。更佳為Ar 1或Ar 5中的至少一個由所述通式（5A）～通式（8C）中的任一個表示。另外，所述通式（2）～通式（8）中的L 1、及L 3較佳為單鍵。
所述光電轉換元件用材料中，藉由基於密度泛函計算B3LYP/6-31G（d）的結構最佳化計算而獲得的最高佔據分子軌域（HOMO）的能階較佳為-4.5 eV以下。另外，最低未佔用分子軌域（LUMO）的能階較佳為-2.5 eV以上。
所述光電轉換元件用材料較佳為具有1×10 -6cm 2/Vs以上的電洞遷移率。另外，所述光電轉換元件用材料較佳為非晶質。
所述光電轉換元件用材料可被用作電洞傳輸性材料。
另外，本發明是一種攝像用的光電轉換元件，於兩片電極之間具有光電轉換層以及電子阻擋層，所述攝像用的光電轉換元件的特徵在於，於光電轉換層、及電子阻擋層中的至少一個層中包含所述光電轉換元件用材料。
本發明的光電轉換元件可於電子阻擋層中包含所述光電轉換元件用材料，且可於光電轉換層中包含富勒烯衍生物等般的電子傳輸性材料。 [發明的效果]
認為藉由使用本發明的攝像用的光電轉換元件用材料，可達成於攝像用的光電轉換元件內的電洞或電子的適當遷移，因此能夠減少將光轉換為電能時因施加偏置電壓而產生的漏電流，其結果，可獲得達成暗電流值低以及明暗比高的光電轉換元件。因此，本發明的材料有效用作光電轉換膜積層型攝像設備的光電轉換元件用材料。
本發明的攝像用光電轉換元件是於兩片電極之間具有至少一層有機層，將光轉換為電能的光電轉換元件。在該有機層含有包含所述通式（1）所表示的化合物的攝像用的光電轉換元件用材料。詳細而言，於在兩片電極之間具有光電轉換層及電子阻擋層的攝像用光電轉換元件中，於光電轉換層、電子阻擋層中的至少一個層含有所述通式（1）所表示的光電轉換元件用材料。以下，將包含通式（1）所表示的化合物的攝像用的光電轉換元件用材料簡稱為光電轉換元件用材料。另外，有時亦稱為本發明的材料或通式（1）所表示的化合物。
以下對所述通式（1）所表示的化合物進行說明。
在所述通式（1）中，環B與鄰接環在任意的位置縮合，表示所述式（1B）所表示的六元環。環C與鄰接環在任意的位置縮合，表示所述式（1C）所表示的五元環。
作為所述通式（1）的較佳的形態，由所述通式（9）～通式（13）表示。即，所述通式（1）所表示的吲哚並咔唑化合物較佳為由所述通式（9）表示，同樣較佳為由下述通式（10）表示，同樣較佳為由下述通式（11）表示，同樣較佳為由下述通式（12）表示，同樣較佳為由下述通式（13）表示。關於通式（1），作為其形態，可自該些中[刪除]自通式（9）～通式（13）所表示的吲哚並咔唑化合物中適宜選擇。例如，所述通式（1）可由下述通式（9）～通式（11）及通式（13）中的任一個表示，另外，可由下述通式（10）、通式（11）及通式（13）中的任一個表示，另外，可由下述通式（9）、通式（11）～通式（13）中的任一個表示。
於通式（9）～通式（13）中，Ar 1～Ar 5、及a～c與所述通式（1）中敘述的內容相同。
在所述通式（1）中，Ar 1～Ar 5中的至少一個由所述通式（2）～通式（8）中的任一個表示，但較佳為Ar 1或Ar 5中的至少一個由通式（2）～通式（8）中的任一個表示，更佳為由通式（2）、通式（3）、通式（5）、通式（8）中的任一個表示。
另外，在所述通式（1）中，Ar 1～Ar 5中的至少一個由所述通式（2）～通式（8）中的任一個表示，其中的通式（5）～通式（8）較佳為由選自由所述通式（5A）、通式（5B）、通式（5C）、通式（6A）、通式（6B）、通式（6C）、通式（7A）、通式（7B）、通式（7C）、通式（8A）、通式（8B）、及通式（8C）所組成的群組中的任一個表示。其中，更佳為由通式（5A）、通式（5B）、通式（5C）、通式（8A）、通式（8B）或通式（8C）中的任一個表示。
在通式（5A）～通式（8C）中，L 1～L 4、Ar 12～Ar 16、h～k與所述通式（5）～通式（8）中記載的內容相同。
Ar 1～Ar 5分別獨立地表示氘、氰基、鹵素、硝基、碳數1～20的烷基、碳數7～38的芳烷基、碳數2～20的烯基、碳數2～20的炔基、碳數2～20的醯基、碳數2～20的醯氧基、碳數1～20的烷氧基、碳數2～20的烷氧基羰基、碳數2～20的烷氧基羰氧基、碳數1～20的烷基磺醯基、經取代或未經取代的碳數6～18的芳香族烴基、經取代或未經取代的碳數3～18的芳香族雜環基、或者2個～20個該些芳香族基連結而成的經取代或未經取代的連結芳香族基，Ar 1～Ar 5中的至少一個由所述通式（2）～通式（8）中的任一個表示。較佳為經取代或未經取代的碳數6～18的芳香族烴基、經取代或未經取代的碳數6～18的芳香族雜環基、或者2個～20個該些芳香族基連結而成的經取代或未經取代的連結芳香族基。再者，在該些基具有氫原子的情況下，該氫原子亦可經氘或鹵素取代。
所述碳數1～20的烷基亦可為直鏈、支鏈、環狀中的任一個的烷基，較佳為碳數1～10的直鏈、支鏈或環狀的烷基。作為其具體例，可列舉甲基、乙基、正丙基、正丁基、正戊基、正己基、正辛基、正十二烷基、正十四烷基、正十八烷基之類的直鏈飽和烴基、異丙基、異丁基、新戊基、2-乙基己基、2-己基辛基等分支飽和烴基、環戊基、環己基、環辛基、4-丁基環己基等飽和脂環烴基等。
作為碳數7～38的芳烷基的具體例，可列舉苄基、苯乙基、苯基丙基、苯基丁基、萘基甲基、三亞苯基甲基等。作為碳數2～20的烯基的具體例，可列舉伸乙基、伸丙基、伸丁基、戊烯基、環戊烯基、己烯基、環己烯基、辛烯基等。作為碳數2～20的炔基的具體例，可列舉乙炔基、丙炔基、丁炔基、戊炔基等。作為碳數2～20的醯基的具體例，可列舉甲醯基、乙醯基、丙醯基、苯甲醯基等。作為碳數1～20的烷氧基的具體例，可列舉甲氧基、乙氧基、丙氧基、丁氧基等。
在Ar 1～Ar 5表示連結芳香族基的情況下，其連結數較佳為2個～12個，更佳為2個～6個。Ar 1～Ar 5表示連結芳香族基情況下的連結數中包含式（2）～式（8）中記載的兩個咔唑（Carbazole，CBZ）基。
a、b、c表示取代數，a、b分別獨立地表示0～4的整數，較佳為0～2，更佳為0～1。c表示0～2的整數，較佳為0～1，更佳為0。
L 1～L 4表示直接鍵、經取代或未經取代的碳數6～18的芳香族烴基、經取代或未經取代的碳數3～18的芳香族雜環基、或者2個～3個該些芳香族環連結而成的經取代或未經取代的連結芳香族基，較佳為表示直接鍵。
Ar 6～Ar 16分別獨立地表示氘、氰基、經取代或未經取代的碳數12～36的二芳基胺基、經取代或未經取代的碳數12～36的芳基雜芳基胺基、經取代或未經取代的碳數12～36的二雜芳基胺基、經取代或未經取代的碳數6～18的芳香族烴基、經取代或未經取代的碳數3～18的芳香族雜環基、或者2個～3個該些芳香族環連結而成的經取代或未經取代的連結芳香族基，d～k表示取代數，d、g、h、j、k分別獨立地表示0～4的整數，較佳為0～2，更佳為0～1。e、f、i分別獨立地表示0～3的整數，較佳為0～2，更佳為0。
作為所述芳香族胺基的芳基的具體例，可列舉苯基、聯苯基、三聯苯基、四聯苯基、萘基、菲基、蒽基、三亞苯基、芘基、芴基、螺二芴基等，較佳為苯基、聯苯基、三聯苯基、萘基、菲基、芴基、三亞苯基。 作為所述芳香族胺基的雜芳基的具體例，可列舉自吡咯、吡咯並吡咯、吲哚、吡咯並吲哚、苯並吲哚、萘並吡咯、異吲哚、吡咯並異吲哚、苯並異吲哚、萘並異吡咯、咔唑、苯基咔唑、聯苯基咔唑、苯並咔唑、吲哚並吲哚、咔唑並咔唑、苯並呋喃並咔唑、苯並噻吩基咔唑、咔啉、噻吩、苯並噻吩、萘並噻吩、二苯並噻吩、苯並噻吩基萘、苯並噻吩基苯並噻吩、苯並噻吩基二苯並噻吩、二萘並噻吩、二萘並噻吩並噻吩、萘苯並噻吩、呋喃、苯並呋喃、萘並呋喃、二苯並呋喃、苯並呋喃並萘、苯並呋喃並苯並呋喃、苯並呋喃並二苯並呋喃、二萘並呋喃、二萘並呋喃並呋喃、萘苯並呋喃、吡啶、嘧啶、三嗪、喹啉、異喹啉、喹唑啉、喹噁啉等中除去一個氫原子而得的基，該些中，較佳為由二苯並呋喃、二苯並噻吩、咔唑、苯並呋喃並咔唑或苯並噻吩基咔唑產生的基。
作為所述碳數6～18的芳香族烴基，可列舉自公知的芳香族烴中除去一個氫而得的基。作為所述芳香族烴，例如可列舉由苯之類的單環式芳香族烴、萘之類的二環式芳香族烴、苯並二茚（indacene）、伸聯苯、萉、蒽、菲、芴之類的三環式芳香族烴、熒蒽、醋菲烯（acephenanthrylene）、醋蒽烯（aceanthrylene）、三伸苯、芘、䓛、四芬（tetraphene）、稠四苯、七曜烯（pleiadene）之類的四環式芳香族烴等產生的基。較佳為由苯、萘、蒽、三伸苯、或芘產生的基。
作為所述碳數3～18的芳香族雜環基，可列舉自芳香族雜環基中除去一個氫而得的基。作為所述芳香族雜環基，例如可以由吡咯、吡咯並吡咯、吲哚、吡咯並吲哚、苯並吲哚、萘並吡咯、異吲哚、吡咯並異吲哚、苯並異吲哚、萘並異吡咯、咔唑、苯並咔唑、吲哚並吲哚、咔唑並咔唑、吲哚並咔唑、咔啉之類的具有吡咯環的含氮芳香族化合物、噻吩、苯並噻吩、萘並噻吩、二苯並噻吩、苯並噻吩基萘、苯並噻吩苯並噻吩、苯並噻吩基二苯並噻吩、二萘噻吩、二萘噻吩並噻吩、萘苯並噻吩、苯並噻吩咔唑之類的具有噻吩環的含硫芳香族化合物、呋喃、苯並呋喃、萘呋喃、二苯並呋喃、苯並呋喃並萘、苯並呋喃並苯並呋喃、苯並呋喃並二苯並呋喃、二萘並呋喃、二萘並呋喃並呋喃、萘苯並呋喃、苯並呋喃並咔唑之類的具有呋喃環的含氧芳香族化合物、吡啶、嘧啶、三嗪、喹啉、異喹啉、喹唑啉、喹噁啉等產生的基為例示出。較佳為由二苯並呋喃、二苯並噻吩、咔唑、苯並噻吩基二苯並噻吩、苯並呋喃並二苯並呋喃、吲哚並咔唑、苯並呋喃並咔唑或苯並噻吩基咔唑產生的基。
於本說明書中，連結芳香族基是指兩個以上的芳香族基藉由單鍵鍵結連結而成的芳香族基。該些連結芳香族基可為直鏈狀，亦可分支。苯環彼此連結時的連結位置可為鄰、間、對任一種，較佳為對連結或間連結。芳香族基可為芳香族烴基，亦可為芳香族雜環基，多個芳香族基可相同亦可不同。
於Ar 1～Ar 16為芳香族烴基、芳香族雜環基或連結芳香族基的情況下，可具有取代基，作為該取代基，可列舉氘、碳數1～20的烷基、氰基、甲矽烷基等。碳數1～20的烷基可為直鏈、支鏈、環狀中的任一種烷基，較佳為氘、碳數1～10的直鏈、支鏈或者環狀的烷基或氰基。作為其具體例，可例示：甲基、乙基、正丙基、正丁基、正戊基、正己基、正辛基、正十二烷基、正十四烷基、正十八烷基之類的直鏈飽和烴基，異丙基、異丁基、新戊基、2-乙基己基、2-己基辛基等分支飽和烴基，環戊基、環己基、環辛基、4-丁基環己基、4-十二烷基環己基等飽和脂環烴基。
以下示出作為本發明的光電轉換元件用材料的通式（1）所表示的化合物的較佳的具體例，但並不限定於該些。
[化6] [化7] [化8] [化9] [化10] [化11] [化12] [化13] [化14] [化15] [化16] [化17] [化18] [化19] [化20] [化21] [化22] [化23] [化24] [化25] [化26] [化27] [化28] [化29] [化30] [化31]
本發明的通式（1）所表示的化合物可藉由如下方式而獲得，即於藉由基於包含以市售的試劑類為原料的鈴木偶合（Suzuki coupling）、施蒂勒偶合（Stille coupling）、格林納偶合（Grignard coupling）、烏爾曼偶合、布赫瓦爾德-哈特維希（Buchwald-Hartwig）反應、赫克反應（Heck reaction）等偶合反應在內的於有機合成化學領域確立的各種有機合成反應的方法合成後，使用再結晶、管柱層析法、昇華精製等公知的方法進行精製，但並不限定於所述方法。
關於本發明的光電轉換元件用材料，藉由基於密度泛函計算B3LYP/6-31G（d）的結構最佳化計算而獲得的最高佔據分子軌域（HOMO）的能階較佳為-4.5 eV以下，更佳為-6.0 eV～-4.5 eV的範圍，進而佳為大於-5.0 eV且未滿-4.5 eV的範圍。
關於本發明的光電轉換元件用材料，藉由基於密度泛函計算B3LYP/6-31G（d）的結構最佳化計算而獲得的最低未佔用分子軌域（LUMO）的能階較佳為-2.5 eV以上，更佳為-2.5 eV～-0.5 eV的範圍，進而佳為大於-1.5 eV且未滿-0.5 eV的範圍。
關於本發明的光電轉換元件用材料，HOMO能階與LUMO能階的差（絕對值）較佳為2.0 eV～5.0 eV的範圍內，更佳為2.5 eV～4.5 eV的範圍內，進而佳為3.5 eV～4.5 eV的範圍。
本發明的光電轉換元件用材料可具有1×10 -6cm 2/Vs以上的電洞遷移率，可較佳為具有1×10 -6cm 2/Vs～1 cm 2/Vs的電洞移動率，更佳為具有1×10 -5cm 2/Vs～1×10 -1cm 2/Vs的電洞移動率。電洞移動率可藉由基於場效電晶體（field effect transistor，FET）型電晶體元件的方法、基於飛行時間法的方法、空間電荷限制電流（space charge limited current，SCLC）法等公知的方法進行評價。
本發明的光電轉換元件用材料較佳為非晶質。關於為非晶質的情況，可藉由各種方法進行確認，例如可藉由利用X射線繞射（X-Ray diffraction，XRD）法未檢測出波峰的情況、或利用示差掃描量熱（differential scanning calorimetry，DSC）法未檢測出吸熱波峰的情況來確認。
接下來，對使用本發明的光電轉換元件用材料的攝像用光電轉換元件進行說明，但本發明的攝像用光電轉換元件的結構並不限定於此。參照附圖進行說明。
圖1是示意性地表示本發明的攝像用光電轉換元件的結構例的剖面圖，1表示電極，2表示電洞阻擋層，3表示光電轉換層，4表示電子阻擋層，5表示電極，6表示基板。再者，除基板外的結構亦可為與圖1反轉的結構，即，1為電極，2為電子阻擋層，3為光電轉換層，4為電洞阻擋層，5為電極，6為基板。並不限定於圖1的結構，能夠視需要追加或者省略層。
-電極- 本發明的使用攝像用光電轉換元件用材料的攝像用光電轉換元件中使用的電極具有捕集於光電轉換層中生成的電洞及電子的功能。另外，亦需要使光入射至光電轉換層的功能。因此，理想的是兩片電極內的至少一片為透明或者半透明。另外，作為電極而使用的材料只要是具有導電性的材料，則並無特別限定，例如可例示：氧化銦錫（indium tin oxide，ITO）、氧化銦鋅（indium zinc oxide，IZO）、SnO 2、銻摻雜氧化錫（antimony doped tin oxide，ATO）、ZnO、Al摻雜氧化鋅（aluminum doped zinc oxide，AZO）、鎵摻雜氧化鋅（gallium doped zinc oxide，GZO）、TiO 2及摻氟氧化錫（fluorine doped tin oxide，FTO）等導電性透明材料、金、銀、鉑、鉻、鋁、鐵、鈷、鎳及鎢等金屬、碘化銅及硫化銅等無機導電性物質、聚噻吩、聚吡咯及聚苯胺等導電性聚合物等。關於該些材料，根據需要亦可混合使用多種。另外，亦可積層兩層以上。
-光電轉換層- 光電轉換層是藉由利用入射光而生成的激子的電荷分離生成電洞以及電子的層。可由單獨的光電轉換材料形成，亦可與作為電洞傳輸性材料的P型有機半導體材料、或作為電子傳輸性材料的N型有機半導體材料組合而形成。另外，可使用兩種以上的P型有機半導體，亦可使用兩種以上的N型有機半導體。理想的是該些P型有機半導體及/或N型半導體中的一種以上使用具有吸收可見區域中所期望波長的光的功能的色素材料。作為電洞傳輸性材料的P型有機半導體材料可使用本發明的通式（1）所表示的化合物。
作為P型有機半導體材料，只要是具有電洞傳輸性的材料即可，較佳為使用通式（1）所表示的材料，但亦可使用其他P型有機半導體材料。另外，亦可混合使用兩種以上的通式（1）所表示的材料。進而亦可混合使用通式（1）所表示的化合物與其他P型有機半導體材料。
作為其他P型有機半導體材料，只要是具有電洞傳輸性的材料即可，例如可使用：萘、蒽、菲、芘、䓛、稠四苯、三伸苯、苝、螢蒽、芴、茚等的具有縮合多環芳香族基的化合物，環戊二烯衍生物、呋喃衍生物、噻吩衍生物、吡咯衍生物、苯並呋喃衍生物、苯並噻吩衍生物、二萘並噻吩並噻吩衍生物、吲哚衍生物、吡唑啉衍生物、二苯並呋喃衍生物、二苯並噻吩衍生物、咔唑衍生物、吲哚並咔唑等的具有π過剩系芳香族基的化合物，芳香族胺衍生物、苯乙烯基胺衍生物、聯苯胺衍生物、卟啉衍生物、酞菁衍生物、喹吖啶酮衍生物。
另外，作為高分子型P型有機半導體材料，可例示：聚伸苯基伸乙烯基衍生物、聚對伸苯基衍生物、聚芴衍生物、聚乙烯基咔唑衍生物、聚噻吩衍生物。另外，亦可混合使用選自通式（1）所表示的化合物、P型有機半導體材料或高分子型P型有機半導體材料中的兩種以上。
作為N型有機半導體材料，只要是具有電子傳輸性的材料即可，例如可例示：萘四羧酸二醯亞胺或苝四羧酸二醯亞胺、富勒烯類、咪唑、噻唑、噻二唑、噁唑、噁二唑、三唑等的唑衍生物等。另外，亦可混合使用選自N型有機半導體材料中的兩種以上。
-電子阻擋層- 電子阻擋層是為了抑制於兩片電極之間施加偏置電壓時因自其中一個電極向光電轉換層注入電子而產生的暗電流而設置。另外，亦具有將因光電轉換層中的電荷分離而產生的電洞傳輸至電極的電洞傳輸功能，且視需要可配置單層或多層。電子阻擋層中可使用作為電洞傳輸性材料的P型有機半導體材料。作為P型有機半導體材料，只要是具有電洞傳輸性的材料即可，較佳為使用通式（1）所表示的化合物，亦可使用其他P型有機半導體材料。另外，亦可混合使用通式（1）所表示的化合物與其他P型有機半導體材料。作為其他P型有機半導體材料，只要是具有電洞傳輸性的材料即可，例如可使用具有萘、蒽、菲、芘、䓛、稠四苯、聯三伸苯、苝、熒蒽、芴、茚等具有縮合多環芳香族基的化合物、環戊二烯衍生物、呋喃衍生物、噻吩衍生物、吡咯衍生物、苯並呋喃衍生物、苯並噻吩衍生物、二萘噻吩並噻吩衍生物、吲哚衍生物、吡唑啉衍生物、二苯並呋喃衍生物、二苯並噻吩衍生物、咔唑衍生物等具有π過剩系芳香族基的化合物、芳香族胺衍生物、苯乙烯胺衍生物、聯苯胺衍生物、卟啉衍生物、酞菁衍生物、喹吖啶酮衍生物。
另外，作為高分子型P型有機半導體材料，可例示聚苯乙炔衍生物、聚對伸苯衍生物、聚芴衍生物、聚乙烯基咔唑衍生物、聚噻吩衍生物。另外，亦可混合使用選自本發明的通式（1）所表示的化合物、P型有機半導體材料或高分子型P型有機半導體材料中的兩種以上。
-電洞阻擋層- 電洞阻擋層是為了抑制於兩片電極之間施加偏置電壓時因自其中一個電極向光電轉換層注入電洞而產生的暗電流而設置。另外，亦具有將因光電轉換層中的電荷分離而產生的電子傳輸至電極的電子傳輸的功能，且視需要可配置單層或多層。電洞阻擋層中可使用具有電子傳輸性的N型有機半導體。 作為N型有機半導體材料，只要是具有電子傳輸性的材料即可，例如可例示：萘四羧酸二醯亞胺或苝四羧酸二醯亞胺之類的多環芳香族多元羧酸酐或其醯亞胺化物、C60或C70之類的富勒烯類、咪唑、噻唑、噻二唑、噁唑、噁二唑、三唑等唑衍生物、三(8-羥基喹啉)鋁(III)衍生物、氧化膦衍生物、硝基取代芴衍生物、二苯基醌衍生物、噻喃二氧化物（thiopyran dioxide）衍生物、碳二醯亞胺、亞芴基甲烷衍生物、蒽醌二甲烷及蒽酮衍生物、聯吡啶衍生物、喹啉衍生物、吲哚並咔唑衍生物等。另外，亦可混合使用該些N型有機半導體材料的兩種以上。
本發明的材料中的氫可為氘。即，除通式（1）、或通式（2）～通式（8）中的芳香族環上的氫以外，取代基的氫的一部分或全部亦可為氘。 進而，所述用作N型有機半導體材料及P型有機半導體材料的化合物所具有的氫的一部分或全部可為氘。
製作本發明的攝像用光電轉換元件時的各層的製膜方法並無特別限定，可藉由乾式製程、濕式製程中的任意一種進行製作。 包含本發明的光電轉換元件用材料的有機層亦可視需要設為多層。 [實施例]
以下，藉由實施例更詳細地說明本發明，但本發明並不限定於該些實施例。
計算例 HOMO及LUMO的計算 對所述化合物A02、化合物A32、化合物B05、化合物B53、化合物C01、化合物C19、化合物C23、化合物C59、化合物D10、化合物D25、化合物E09及化合物F02的HOMO、LUMO、及HOMO與LUMO的能量差進行了計算。再者，計算是使用基於密度泛函法（DFT：Density Functional Theory）的計算，使用高斯（Gaussian）作為計算程式，並藉由基於密度泛函計算B3LYP/6-31G（d）的結構最佳化計算而進行計算。將結果示於表1中。可謂本發明的攝像用的光電轉換元件用材料均具有較佳的HOMO及LUMO值。
利用同樣的方法對作為比較化合物的H1、H2、H3、及H4的HOMO、LUMO、及HOMO與LUMO的能量差進行了計算。將結果示於表1中。 [化32]
[表1]
化合物 HOMO[eV] LUMO[eV] 能量差[eV]
A02 -4.9 -1.1 3.9
A32 -4.9 -0.9 4.1
B05 -4.8 -1.1 3.7
B53 -4.8 -0.8 4.0
C01 -4.7 -1.0 3.7
C19 -4.7 -1.2 3.5
C23 -5.0 -1.2 3.8
C59 -4.9 -1.1 3.8
D10 -4.7 -1.0 3.7
D25 -4.8 -1.0 3.8
E09 -4.8 -1.0 3.9
F02 -4.8 -1.1 3.8
H1 -5.3 -1.9 3.4
H2 -5.0 -0.9 4.1
H3 -5.1 -0.8 4.2
H4 -4.9 -0.7 4.2
以下，作為代表例，示出化合物A02的合成例。對於其他化合物，亦藉由類似的方法來合成。
合成例1（中間體R3的合成） [化33] 於進行了脫氮氣置換的500 ml三口燒瓶中投入R1（27.1 mmol）、R2（28.4 mmol）、碘化銅（0.5 mmol）、磷酸三鉀（81.3 mmol），並向其中加入脫水二噁烷100 ml後，於120℃下攪拌3小時。冷卻至室溫後，利用過濾除去無機物，向濾液中加入水200 ml、二氯甲烷200 ml，並轉移至分液漏斗中，分成有機層與水層。在利用200 ml的水將有機層清洗三次，利用硫酸鎂對所獲得的有機層進行脫水後，進行減壓濃縮。利用管柱層析法對所獲得的殘渣進行精製而獲得R3（淡黃色固體）。
合成例2（中間體R5的合成） [化34] 於進行了脫氮氣置換的500 ml三口燒瓶中投入R4（19.5 mmol）、於合成例1中合成的R3（21.5 mmol）、碘化銅（2.0 mmol）、碳酸鉀（39.0 mmol），並向其中加入二甲基咪唑啶酮50 ml後，於180℃下攪拌8小時。冷卻至室溫後，利用過濾除去無機物，向濾液中加入水200 ml、二氯甲烷200 ml，並轉移至分液漏斗中，分成有機層與水層。在利用200 ml的水將有機層清洗三次，利用硫酸鎂對所獲得的有機層進行脫水後，進行減壓濃縮。利用管柱層析法對所獲得的殘渣進行精製而獲得R5（淡黃色固體）。
合成例3（A02的合成） [化35] 於進行了脫氮氣置換的500 ml三口燒瓶中投入於合成例2中合成的R5（6.8 mmol）、R6（101.5 mmol）、銅粉末（20.3 mmol）、碳酸鉀（33.8 mmol），於180℃下攪拌8小時。冷卻至室溫後，利用過濾除去無機物，向濾液中加入水200 ml、二氯甲烷200 ml，並轉移至分液漏斗中，分成有機層與水層。在利用200 ml的水將有機層清洗三次，利用硫酸鎂對所獲得的有機層進行脫水後，進行減壓濃縮。利用管柱層析法對所獲得的殘渣進行精製而獲得A02（無色固體）。利用XRD法對所獲得的固體進行了評價，但未檢測出波峰，因此可知本化合物為非晶質。（APCI-TOFMS，m/z739[M+H] +）
物性評價例 於形成有包含膜厚110 nm的ITO的透明電極的玻璃基板上，利用真空蒸鍍法於膜厚約為3 μm的條件下對化合物A02進行製膜而作為有機層。繼而，使用將鋁（Al）形成為70 nm的厚度的元件作為電極，利用飛行時間法進行電荷移動率測定的結果，電洞移動率為2.0×10 -4cm 2/Vs。
將化合物A02替換為A32、B01、B05、B53、C01、C19、C59、D05、D10、D25、E09、F02、H1、H2、H3或H4，除此以外，同樣地進行操作，並進行電洞遷移率的評價。將結果示於表2中。
[表2]
化合物 電洞遷移率[cm 2/Vs] 化合物 電洞遷移率[cm 2/Vs]
A02 2.0×10 -4 D05 4.2×10 -5
A32 2.5×10 -4 D10 7.3×10 -5
B01 1.3×10 -4 D25 5.2×10 -5
B05 5.1×10 -5 E09 8.5×10 -5
B53 6.7×10 -5 F02 2.0×10 -5
C01 9.2×10 -5 H1 4.0×10 -5
C19 3.1×10 -4 H2 3.0×10 -5
C23 7.5×10 -4 H3 1.0×10 -4
C59 1.2×10 -4 H4 1.2×10 -5
實施例1 於玻璃基板上形成的膜厚70 nm的ITO上，以真空度4.0×10 -5Pa將化合物A02以100 nm厚度成膜來作為電子阻擋層。接下來，將喹吖啶酮薄膜以100 nm厚度成膜來作為光電轉換層。最後，將鋁以70 nm厚度成膜來作為電極，製成攝像用的光電轉換元件。 以ITO以及鋁為電極來施加2 V的電壓時，暗處的電流為4.1×10 -12A/cm 2。另外，對ITO電極（透明導電玻璃）側施加2 V的電壓，以照射光波長500 nm進行光照射時的電流為4.0×10 -6A/cm 2。對透明導電玻璃側施加2 V電壓時的明暗比為9.8×10 5。
比較例1 於玻璃基板上形成的包含膜厚70 nm的ITO的電極上，以真空度4.0×10 -5Pa將化合物H1以100 nm厚度成膜來作為電子阻擋層。接下來，將喹吖啶酮以100 nm厚度成膜來作為光電轉換層。最後，將鋁以70 nm厚度成膜來作為電極，製成攝像用的光電轉換元件。以ITO以及鋁為電極來施加2 V的電壓時，暗處的電流為6.7×10 -12A/cm 2。另外，對ITO電極側施加2 V的電壓，以照射光波長500 nm進行光照射時的電流為2.2×10 -6A/cm 2。對透明導電玻璃側施加2 V電壓時的明暗比為3.3×10 5。
將使用化合物A02（實施例1）作為電子阻擋層時、以及使用化合物H1（比較例1）時的結果示於表3中。
[表3]
   化合物 暗處的電流值 [A／cm 2] 光照射時的電流值 [A／cm 2] 明暗比
實施例1 A02 4.1×10 -1 2 4.0×10 -6 9.8×10 5
比較例1 H1 6.7×10 -1 2 2.2×10 -6 3.3×10 5
實施例2 於玻璃基板上形成的包含膜厚70 nm的ITO的電極上，以真空度4.0×10 -5Pa將化合物A02以10 nm的厚度成膜來作為電子阻擋層。繼而，作為光電轉換層，以蒸鍍速度比4：4：2將2Ph-BTBT、F6-SubPc-OC6F5、富勒烯（C60）共蒸鍍200 nm來成膜。接著，將dpy-NDI蒸鍍10 nm，形成電洞阻擋層。最後，將鋁以70 nm的厚度成膜來作為電極，製作光電轉換元件。以ITO以及鋁為電極來施加2.6 V的電壓時，暗處的電流（暗電流）為4.9×10 -10A/cm 2。另外，施加2.6 V的電壓，藉由調整為照射光波長500 nm、1.6 μW的LED對ITO電極側自10 cm的高度進行光照射時的電流（明電流）為3.1×10 -7A/cm 2。施加2.6 V電壓時的明暗比為6.3×10 2。將該些結果示於表4。
實施例3～實施例8 除了使用表4所示的化合物來作為電子阻擋層以外，與實施例2同樣地製作光電轉換元件。
比較例2～比較例4 除了使用表4所示的化合物來作為電子阻擋層以外，與實施例2同樣地製作光電轉換元件。 將實施例3～實施例8、及比較例2～比較例4的結果示於表4。
以下示出實施例及比較例中使用的化合物。 [化36]
[表4]
   化合物 暗處的電流值 [A／cm 2] 光照射時的電流值 [A／cm 2] 明暗比
實施例2 A02 4.9×10 -1 0 3.1×10 -7 6.3×10 2
實施例3 B01 2.9×10 -1 0 2.8×10 -7 9.7×10 2
實施例4 B05 4.6×10 -1 0 3.1×10 -7 6.7×10 2
實施例5 C01 4.4×10 -1 0 3.1×10 -7 7.0×10 2
實施例6 C19 4.8×10 -1 0 3.3×10 -7 6.9×10 2
實施例7 D05 4.5×10 -1 0 3.2×10 -7 7.1×10 2
實施例8 F02 4.7×10 -1 0 3.0×10 -7 6.4×10 2
比較例2 H1 7.5×10 -1 0 2.5×10 -7 3.3×10 2
比較例3 H2 6.3×10 -1 0 3.0×10 -7 4.8×10 2
比較例4 H4 6.9×10 -9 3.1×10 -7 4.5×10 -1
根據所述結果可知，本發明的化合物的明暗比優異，且明確有效用作攝像用的光電轉換元件用材料。
1:電極 2:電洞阻擋層 3:光電轉換層 4:電子阻擋層 5:電極 6:基板
圖1是表示本發明中使用的光電轉換元件的結構例的剖面示意圖。
1:電極
2:電洞阻擋層
3:光電轉換層
4:電子阻擋層
5:電極
6:基板

Claims (17)

  1. 一種攝像用的光電轉換元件用材料，其特徵在於，包含下述通式（1）所表示的吲哚並咔唑化合物， [化1] 在通式（1）中， 環B與鄰接環在任意的位置縮合，且表示式（1B）所表示的六元環； 環C與鄰接環在任意的位置縮合，且表示式（1C）所表示的五元環； Ar 1～Ar 5分別獨立地表示氘、氰基、鹵素、硝基、碳數1～20的烷基、碳數7～38的芳烷基、碳數2～20的烯基、碳數2～20的炔基、碳數2～20的醯基、碳數2～20的醯氧基、碳數1～20的烷氧基、碳數2～20的烷氧基羰基、碳數2～20的烷氧基羰氧基、碳數1～20的烷基磺醯基、經取代或未經取代的碳數6～18的芳香族烴基、經取代或未經取代的碳數3～18的芳香族雜環基、或者2個～20個該些芳香族基連結而成的經取代或未經取代的連結芳香族基，Ar 1～Ar 5中的至少一個由下述通式（2）～通式（8）中的任一個表示；再者，在Ar 1～Ar 5為具有氫原子的基的情況下，所述氫原子可經氘或鹵素取代； a、b、c表示取代數，a、b分別獨立地表示0～4的整數，c表示0～2的整數； [化2] 在通式（2）～通式（8）中，*表示與通式（1）的鍵結點， L 1～L 4表示直接鍵、經取代或未經取代的碳數6～18的芳香族烴基、經取代或未經取代的碳數3～18的芳香族雜環基、或者2個～3個該些芳香族環連結而成的經取代或未經取代的連結芳香族基； Ar 6～Ar 16分別獨立地為氘、氰基、經取代或未經取代的碳數12～36的二芳基胺基、經取代或未經取代的碳數12～36的芳基雜芳基胺基、經取代或未經取代的碳數12～36的二雜芳基胺基、經取代或未經取代的碳數6～18的芳香族烴基、經取代或未經取代的碳數3～18的芳香族雜環基、或者2個～3個該些芳香族環連結而成的經取代或未經取代的連結芳香族基， d～k表示取代數，d、g、h、j、k分別獨立地為0～4的整數，e、f、i分別獨立地表示0～3的整數。
  2. 如請求項1所述的攝像用的光電轉換元件用材料，其中，所述通式（1）由下述通式（9）～通式（13）中的任一個表示： [化3] 在通式（9）～通式（13）中，Ar 1～Ar 5、及a～c與所述通式（1）中敘述的內容相同。
  3. 如請求項2所述的攝像用光電轉換元件用材料，其中，所述通式（1）由所述通式（9）～通式（11）及通式（13）中的任一個表示。
  4. 如請求項3所述的攝像用的光電轉換元件用材料，其中，所述通式（1）由所述通式（10）、通式（11）及通式（13）中的任一個表示。
  5. 如請求項1所述的攝像用的光電轉換元件用材料，其中，所述通式（5）～通式（8）由下述通式（5A）～通式（8C）表示： [化4] [化5] 在通式（5A）～通式（8C）中， L 1～L 4、Ar 12～Ar 16、h～k及*與所述通式（5）～通式（8）中記載的內容相同。
  6. 如請求項1所述的攝像用的光電轉換元件用材料，其中，Ar 1或Ar 5中的至少一個由所述通式（2）～通式（8）中的任一個表示。
  7. 如請求項5所述的攝像用的光電轉換元件用材料，其中，Ar 1或Ar 5中的至少一個由所述通式（5A）～通式（8C）中的任一個表示。
  8. 如請求項1所述的攝像用的光電轉換元件用材料，其中，L 1及L 3為單鍵。
  9. 如請求項1所述的攝像用的光電轉換元件用材料，其中，藉由基於密度泛函計算B3LYP/6-31G（d）的結構最佳化計算而獲得的最高佔據分子軌域（HOMO）的能階為-4.5 eV以下。
  10. 如請求項9所述的攝像用的光電轉換元件用材料，其中，藉由所述結構最佳化計算而獲得的最低未佔用分子軌域（LUMO）的能階為-2.5 eV以上。
  11. 如請求項1所述的攝像用的光電轉換元件用材料，具有1×10 -6cm 2/Vs以上的電洞遷移率。
  12. 如請求項1所述的攝像用的光電轉換元件用材料，為非晶質。
  13. 如請求項1所述的攝像用的光電轉換元件用材料，被用作攝像用的光電轉換元件的電洞傳輸性材料。
  14. 一種攝像用的光電轉換元件，於兩片電極之間具有光電轉換層以及電子阻擋層，所述攝像用的光電轉換元件的特徵在於，於光電轉換層、及電子阻擋層中的至少一個層中包含如請求項1所述的攝像用的光電轉換元件用材料。
  15. 如請求項14所述的攝像用的光電轉換元件，其中，於所述電子阻擋層中包含如請求項1所述的攝像用的光電轉換元件用材料。
  16. 如請求項14所述的攝像用的光電轉換元件，其中，於所述光電轉換層中包含電子傳輸性材料。
  17. 如請求項14所述的攝像用的光電轉換元件，其中，於所述電子阻擋層中包含如請求項1所述的攝像用的光電轉換元件用材料，於所述光電轉換層中包含富勒烯衍生物。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8062769B2 (en) 2006-11-09 2011-11-22 Nippon Steel Chemical Co., Ltd. Indolocarbazole compound for use in organic electroluminescent device and organic electroluminescent device
WO2009136595A1 (ja) 2008-05-08 2009-11-12 新日鐵化学株式会社 有機電界発光素子用化合物及び有機電界発光素子
EP2306541B1 (en) 2009-09-11 2018-10-24 Fujifilm Corporation Photoelectric conversion device, production method thereof, photosensor, imaging device and their drive methods
JP6047109B2 (ja) 2014-02-14 2016-12-21 富士フイルム株式会社 光電変換素子、光センサおよび撮像素子
JP6607606B2 (ja) * 2016-02-15 2019-11-20 国立大学法人山形大学 トリアジン置換インドロカルバゾール誘導体、それからなる有機電子デバイス形成用アルコール不溶性塗膜、及びそれを用いた有機電子デバイス
JP6834400B2 (ja) 2016-11-22 2021-02-24 ソニー株式会社 撮像素子、積層型撮像素子、撮像装置及び電子装置
JP7109240B2 (ja) 2017-09-15 2022-07-29 ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 光電変換素子および固体撮像装置
US11889708B2 (en) * 2019-11-14 2024-01-30 Universal Display Corporation Organic electroluminescent materials and devices
US11515489B2 (en) * 2018-11-28 2022-11-29 Universal Display Corporation Host materials for electroluminescent devices
US11716899B2 (en) * 2018-11-28 2023-08-01 Universal Display Corporation Organic electroluminescent materials and devices
KR102876927B1 (ko) 2019-11-06 2025-10-24 삼성전자주식회사 광전 변환 소자, 센서 및 전자 장치
JP7367050B2 (ja) 2019-11-08 2023-10-23 富士フイルム株式会社 光電変換素子、撮像素子、光センサ、光電変換素子用材料、化合物
JP7264182B2 (ja) * 2021-02-03 2023-04-25 ソニーグループ株式会社 撮像素子、積層型撮像素子、撮像装置及び電子装置

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