[go: up one dir, main page]

TWI871215B - 化合物、有機薄膜、光電轉換元件、攝影元件、光學感測器及固態攝影裝置 - Google Patents

化合物、有機薄膜、光電轉換元件、攝影元件、光學感測器及固態攝影裝置 Download PDF

Info

Publication number
TWI871215B
TWI871215B TW113109734A TW113109734A TWI871215B TW I871215 B TWI871215 B TW I871215B TW 113109734 A TW113109734 A TW 113109734A TW 113109734 A TW113109734 A TW 113109734A TW I871215 B TWI871215 B TW I871215B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
group
photoelectric conversion
film
compound
derivatives
Prior art date
Application number
TW113109734A
Other languages
English (en)
Other versions
TW202444722A (zh
Inventor
清水雅大
青木俊成
高村達郎
山本崇史
Original Assignee
日商三菱瓦斯化學股份有限公司
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 日商三菱瓦斯化學股份有限公司 filed Critical 日商三菱瓦斯化學股份有限公司
Publication of TW202444722A publication Critical patent/TW202444722A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI871215B publication Critical patent/TWI871215B/zh

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D491/00—Heterocyclic compounds containing in the condensed ring system both one or more rings having oxygen atoms as the only ring hetero atoms and one or more rings having nitrogen atoms as the only ring hetero atoms, not provided for by groups C07D451/00 - C07D459/00, C07D463/00, C07D477/00 or C07D489/00
    • C07D491/02—Heterocyclic compounds containing in the condensed ring system both one or more rings having oxygen atoms as the only ring hetero atoms and one or more rings having nitrogen atoms as the only ring hetero atoms, not provided for by groups C07D451/00 - C07D459/00, C07D463/00, C07D477/00 or C07D489/00 in which the condensed system contains two hetero rings
    • C07D491/06—Peri-condensed systems
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K30/00—Organic devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation
    • H10K30/40—Organic devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation comprising a p-i-n structure, e.g. having a perovskite absorber between p-type and n-type charge transport layers
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10F—INORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
    • H10F39/00—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one element covered by group H10F30/00, e.g. radiation detectors comprising photodiode arrays
    • H10F39/10—Integrated devices
    • H10F39/12—Image sensors
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K30/00—Organic devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K30/00—Organic devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation
    • H10K30/30—Organic devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation comprising bulk heterojunctions, e.g. interpenetrating networks of donor and acceptor material domains
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K30/00—Organic devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation
    • H10K30/60—Organic devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation in which radiation controls flow of current through the devices, e.g. photoresistors
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K30/00—Organic devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation
    • H10K30/80—Constructional details
    • H10K30/84—Layers having high charge carrier mobility
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K30/00—Organic devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation
    • H10K30/80—Constructional details
    • H10K30/84—Layers having high charge carrier mobility
    • H10K30/85—Layers having high electron mobility, e.g. electron-transporting layers or hole-blocking layers
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K39/00—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one organic radiation-sensitive element covered by group H10K30/00
    • H10K39/30—Devices controlled by radiation
    • H10K39/32—Organic image sensors
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K50/00—Organic light-emitting devices
    • H10K50/10—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED]
    • H10K50/14—Carrier transporting layers
    • H10K50/16—Electron transporting layers
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K50/00—Organic light-emitting devices
    • H10K50/10—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED]
    • H10K50/18—Carrier blocking layers
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K85/00—Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
    • H10K85/60—Organic compounds having low molecular weight
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K85/00—Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
    • H10K85/60—Organic compounds having low molecular weight
    • H10K85/615—Polycyclic condensed aromatic hydrocarbons, e.g. anthracene
    • H10K85/621—Aromatic anhydride or imide compounds, e.g. perylene tetra-carboxylic dianhydride or perylene tetracarboxylic di-imide
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K85/00—Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
    • H10K85/60—Organic compounds having low molecular weight
    • H10K85/649—Aromatic compounds comprising a hetero atom
    • H10K85/657—Polycyclic condensed heteroaromatic hydrocarbons
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/549—Organic PV cells

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Light Receiving Elements (AREA)
  • Electroluminescent Light Sources (AREA)
  • Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
  • Heterocyclic Carbon Compounds Containing A Hetero Ring Having Oxygen Or Sulfur (AREA)

Abstract

一種下述式(1)所表示之化合物，
Figure 113109734-A0305-11-0001-1
 (R1~R4係各自獨立為氫原子、鹵素原子、直鏈、分支或環狀之烷基等)。

Description

化合物、有機薄膜、光電轉換元件、攝影元件、光學感測器及固態攝影裝置
本揭示關於化合物、有機薄膜、光電轉換元件、攝影元件、光學感測器及固態攝影裝置。
以往已知將可見光予以光電轉換成電氣訊號之技術，例如利用於攝影元件中。此種攝影元件係被具備在如電荷耦合裝置(CCD，Charge Coupled Device)感像器及互補金屬氧化半導體(CMOS，Complementary Metal Oxide Semiconductor)感像器般之固態攝影裝置中。近年來固態攝影裝置邁向像素尺寸之縮小化，而檢討有用以對應於此之有機光電轉換膜。例如，專利文獻1及專利文獻2揭示一種由亞酞菁(subphthalocyanine)與醯亞胺類所構成之有機光電轉換膜。 [先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本特開2018-32754號公報 [專利文獻2]日本特表2018-512423號公報 [專利文獻3]日本特表2014-506736號公報
[發明所欲解決之課題]
對於固態攝影裝置要求高分光選擇性及高S/N比之並存。因此，希望固態攝影裝置具有高的外部量子效率(External Quantum Efficiency：EQE)及低的暗電流特性。為了能取得此種並存，已知有在光電轉換部與電極部之間配置電子輸送層及電洞阻擋層，及/或，電洞輸送層及電子阻擋層之手法。此處，在有機電子裝置之領域中廣泛使用之電子輸送層、電洞阻擋層及電子阻擋層等，在構成裝置之膜中係被配置於電極或具有導電性之膜與其以外之膜之界面。該等之層係分別控制電洞或電子之逆向移動，而達成調整非必要之電洞或電子洩漏的作用。作為此種層所使用之材料，例如專利文獻3已展示使用1,4,5,8-萘四羧酸二酐(NTCDA)之例。
然而，以專利文獻3揭示者為首之以往之電洞阻擋層及電子阻擋層仍尚有更加改善抑制陰暗時之漏電流之餘地。
本發明之目的在於提供一種能抑制陰暗時之漏電流，尤其係有用於光電轉換元件材料之新穎化合物，及，光電轉換元件材料，以及，包含該化合物之有機薄膜、光電轉換元件、攝影元件、光學感測器及固態攝影裝置。 [解決課題之手段]
本發明為如以下所述者。 [1]一種下述式(1)所表示之化合物， (R 1、R 2、R 3及R 4係各自獨立為選自由氫原子、鹵素原子、羥基、巰基、胺基、氰基、羧基、硝基，以及可經取代之、直鏈、分支或環狀之烷基、硫烷基、硫芳基、芳基磺醯基、芳氧基、烷基磺醯基、烷基胺基、芳基胺基、烷氧基、醯基胺基、醯氧基、芳基、羧醯胺基(carboxamide)、羰烷氧基(carboalkoxy)、羰芳氧基(carboaryloxy)、醯基、及1價之雜環基所成群者，且，鄰接之任意之R 1、R 2、R 3及R 4亦可為縮合脂肪族環或縮合芳香環之一部分；前述縮合脂肪族環及縮合芳香環亦可包含碳以外之1個或複數個之原子)。 [2]如上述之化合物，其中前述式(1)所表示之化合物之藉由密度泛函數法所得之最低未佔用分子軌域之能階為   -6.00eV以上-3.80eV以下。 [3]如上述之化合物，其為光電轉換元件用材料。 [4]一種有機薄膜，其包含上述之化合物。 [5]如上述之有機薄膜，其中在450nm以下具有光吸收帶之最大吸收波長。 [6]一種光電轉換元件，其具備：第1電極膜、第2電極膜，及，位於前述第1電極膜與前述第2電極膜之間之光電轉換膜，且 前述光電轉換膜包含上述之光電轉換元件用材料。 [7]一種光電轉換元件，其具備：第1電極膜、第2電極膜，及，位於前述第1電極膜與前述第2電極膜之間之光電轉換膜，且 前述光電轉換膜包含上述之有機薄膜。 [8]如上述之光電轉換元件，其中前述光電轉換膜包含光電轉換層與補助層，且 前述補助層係僅由前述有機薄膜所構成，或，由包含前述有機薄膜之複數之膜所構成。 [9]一種攝影元件，其具備上述之光電轉換元件。 [10]如上述之攝影元件，其係將2個以上之前述光電轉換元件予以積層而成。 [11]一種攝影元件，其係將上述之光電轉換元件配置成複數陣列狀而成。 [12]一種光學感測器，其具備上述之攝影元件。 [13]一種固態攝影裝置，其具備上述之攝影元件。 [發明效果]
根據本發明，可提供特別有用於光電轉換元件材料之新穎化合物，及，光電轉換元件材料，以及，包含該化合物之有機薄膜、光電轉換元件、攝影元件、光學感測器及固態攝影裝置。
以下，因應所需參照圖式來詳細說明關於實施本發明用之形態(以下簡稱為「本實施形態」)，但本發明並非受到下述本實施形態所限定者。本發明在不超出其要旨之範圍皆能施加各種變更。尚且，圖式中，對於相同要素附加相同符號並省略重複之說明。又，上下左右等之位置關係在並未特別界定時，則係作為基於圖式所示之位置關係者。並且，圖式之尺寸比率並非受限於圖示之比率者。
(化合物) 本實施形態之化合物為下述式(1)所表示(以下，將該化合物也稱為「化合物(1)」)。 此處，R 1、R 2、R 3及R 4係各自獨立為選自由氫原子、鹵素原子、羥基、巰基、胺基、氰基、羧基、硝基，以及可經取代之、直鏈、分支或環狀之烷基、硫烷基、硫芳基、芳基磺醯基、芳氧基、烷基磺醯基、烷基胺基、芳基胺基、烷氧基、醯基胺基、醯氧基、芳基、羧醯胺基、羰烷氧基、羰芳氧基、醯基、及1價之雜環基所成群者，且，鄰接之任意之R 1、R 2、R 3及R 4亦可為縮合脂肪族環或縮合芳香環之一部分。前述縮合脂肪族環及縮合芳香環亦可包含碳以外之1個或複數個之原子。
此種化合物(1)係可抑制在陰暗時之漏電流，尤其係作為光電轉換元件材料會展示優異特性者。其主因雖並不確定，但本發明人等認為如下述者。但，主因並非係受到於下述者。即，化合物(1)藉由在分子構造中具有氰基，化合物(1)之最低未佔用分子軌域之能階降低之同時，最高被佔軌道之能階也會下降。其結果係化合物(1)會保持低之最低未佔用分子軌域之能階並同時具有高能隙。藉此，化合物(1)可抑制在陰暗時之漏電流，且可取得作為光電轉換元件材料之優異特性。
作為鹵素原子，可舉出如氟原子(F)、氯原子(Cl)、溴原子(Br)及碘原子(I)。
作為直鏈之烷基，可為烷基之碳數為1~12之直鏈之烷基，可舉例如甲基(Me)、乙基(Et)、n-丙基(n-Pr)、n-丁基(n-Bu)、n-戊基、n-己基、n-庚基、n-辛基、n-壬基、n-癸基及n-十二基。
作為分支之烷基，可為烷基之碳數為1~12之分支之烷基，可舉例如異丙基(i-Pr)、sec-丁基(s-Bu)、tert-丁基(t-Bu)、異戊基、sec-戊基、3-戊基、新戊基、異己基、異辛基、異壬基、異癸基及異十二基。又，直鏈或分支之烷基亦可具有取代基。作為取代基，可舉例如如氟原子般之鹵素原子、如苄基、萘基及苯氧基般之具有芳香環之1價之基、如烷氧基、胺基烷基及硫烷基般之具有雜原子之1價之基、如吡啶基般之具有雜環之1價之基、羥基、羧基、胺基、以及巰基。
作為環狀之烷基，可為烷基之碳數為3~10之環狀之烷基，可舉例如環丙基、環丁基、環戊基、環己基、環庚基及環辛基。又，環狀之烷基亦可於其環中具有如氮原子、氧原子、及硫原子般之雜原子。作為此種環狀之烷基，可舉例如吡咯啶基、噁唑啶基、吡唑啶基、四氫噻唑基、咪唑啶基、二氧代呋喃基、四氫呋喃基、四氫噻吩基、哌嗪基、二噁烷基、及嗎啉基。並且，環狀之烷基上亦可鍵結如羥基、羧基、胺基及巰基般之1價之基。
作為硫烷基(-SR；以下，R表示烷基)及硫芳基(-SAr；以下，Ar表示芳基)，可為烷基之碳數為1~12之硫烷基及芳基之碳數為6~16之硫芳基。又，硫烷基及硫芳基亦可更具有如胺基、羥基、鹵素原子、烷氧基、硫烷基般之取代基。作為此種硫烷基及硫芳基，可舉例如甲硫基、乙硫基、苯硫基、甲苯硫基、胺基苯硫基、羥基苯硫基、氟苯硫基、二甲基苯硫基、及甲硫基苯硫基。
作為芳基磺醯基(-SO 2-Ar)，可為芳基之碳數為6~16之芳基磺醯基，可舉例如苯基磺醯基、甲苯磺醯基、二甲基苯磺醯基、均三甲苯磺醯基、辛基苯磺醯基、及萘磺醯基。
作為芳氧基(-O-Ar)，可為芳基之碳數為6~16之芳氧基。又，芳氧基亦可更具有氰基、如氟原子般之鹵素原子、羥基、如甲氧基般之烷氧基、胺基、烷基胺基、巰基、及芳氧基般之取代基。作為此種芳氧基，可舉例如苯氧基、氰基苯氧基、甲基氰基苯氧基、二甲基氰基苯氧基、氟氰基苯氧基、二氰基苯氧基、甲氧基氰基苯氧基、三氰基苯氧基、氰基萘氧基、二氰基萘氧基、2-甲基苯氧基、3-甲基苯氧基、4-甲基苯氧基、氟甲基苯氧基、二甲基苯氧基、3-羥基苯氧基、氟-3-羥基苯氧基、2-羥基苯氧基、氟-2-羥基苯氧基、甲氧基苯氧基、乙氧基苯氧基、氟苯氧基、全氟苯氧基、二甲氧基苯氧基、胺基苯氧基、N,N-二甲基胺基苯氧基、硫代苯氧基、(三氟甲基)苯氧基、萘氧基、甲氧基萘氧基、氟萘氧基、及苯氧基苯氧基。
作為烷基磺醯基(-SO 2-R)，可為烷基之碳數為1~12之烷基磺醯基，可舉例如甲基磺醯基(mesyl)、乙基磺醯基、及n-丁基磺醯基。
作為烷基胺基(在此，烷基胺基為-NHR或  -NR 2，2個R可互為相同亦可為相異)，可為烷基之碳數為1~12之烷基胺基，可舉例如甲基胺基、乙基胺基、n-丙基胺基、n-丁基胺基、n-戊基胺基、n-己基胺基、n-庚基胺基、n-辛基胺基、n-壬基胺基、n-癸基胺基、n-十二基胺基、異丙基胺基、sec-丁基胺基、tert-丁基胺基、異戊基胺基、sec-戊基胺基、3-戊基胺基、新戊基胺基、異己基胺基、異庚基胺基、異辛基胺基、異壬基胺基、異癸基胺基及異十二基胺基、二甲基胺基、二乙基胺基、二異丙基胺基、及異丙基乙基胺基。
作為芳基胺基(在此，芳基胺基為-NHAr或  -NAr 2，2個Ar可互為相同亦可為相異)，可為芳基之碳數為6~16之芳基胺基，可舉例如苯胺基(anilyl)、甲苯胺基、二甲基苯胺基、異丙基苯胺基、t-丁基苯胺基、氟苯胺基、三氟甲基苯胺基、雙(三氟甲基)苯胺基、吡啶基胺基、甲基吡啶基胺基、氟吡啶基胺基、嘧啶基胺基、及聯苯基胺基。
作為烷氧基(-OR)，可為碳數1~12之烷氧基，可舉例如甲氧基、乙氧基、n-丙氧基、n-丁氧基、n-戊氧基、n-己氧基、n-庚氧基、n-辛氧基、n-壬氧基、n-癸氧基及n-十二烷氧基、異丙氧基、sec-丁氧基、tert-丁氧基、異戊氧基、sec-戊氧基、3-戊氧基、新戊氧基、異己氧基、異辛氧基、異壬氧基、異癸氧基、及異十二烷氧基。
作為醯基胺基(-NH-COR或-NH-COAr)，可為烷基之碳數為1~12或芳基之碳數為6~16，且亦可具有如氟原子般之鹵素原子、烷氧基、及氰基般之取代基。作為此種醯基胺基，可舉例如乙醯基胺基、丙醯基胺基、苄醯基胺基、甲基苄醯基胺基、二甲基苄醯基胺基、甲氧基苄醯基胺基、氰基苄醯基胺基、及雙(三氟甲基)苄醯基胺基。
作為醯氧基(-O-COR或-O-COAr)，可為烷基之碳數為1~12或芳基之碳數為6~16。醯氧基亦可更具有如氟原子般之鹵素原子、及氰基般之取代基，且芳香環內亦可具有如氮原子般之雜原子。作為此種醯氧基，可舉例如苄醯氧基、甲苯甲醯氧基、二甲基苄醯氧基、氰基苄醯氧基、氟苄醯氧基、雙(三氟甲基)苄醯氧基、吡啶羧基、及甲基吡啶羧基。
作為芳基(-Ar)，可為碳數6~16之芳基。芳基亦可更具有胺基、羥基、巰基、如氟原子般之鹵素原子、硝基、及氰基般之取代基，且芳香環內亦可具有如氮原子般之雜原子。作為此種芳基，可舉例如苯基、甲基苯基、乙基苯基、二甲基苯基、三甲基苯基、甲氧基苯基、二甲氧基苯基、三甲氧基苯基、甲氧基甲基苯基、胺基苯基、二胺基苯基、胺基甲基苯基、羥基苯基、二羥基苯基、羥基甲基苯基、羥基乙基苯基、硫苯基、甲硫基苯基、二硫苯基、氟苯基、氟甲基苯基、三氟甲基苯基、全氟苯基、氟(三氟甲基)苯基、雙(三氟甲基)苯基、氰基苯基、甲基氰基苯基、二甲基氰基苯基、二氰基苯基、甲氧基氰基苯基、三氰基苯基、二氰基苯基、甲基氰基吡啶基、(三氟甲基)氰基吡啶基、二甲基氰基吡啶基、二氰基吡啶基、甲氧基氰基吡啶基、三氰基吡啶基、氰基吡啶基、萘基、硝基苯基、二硝基苯基、硝基氟苯基、甲基萘基、乙基萘基、二甲基萘基、三甲基萘基、甲氧基萘基、二甲氧基萘基、三甲氧基萘基、胺基萘基、二胺基萘基、胺基甲基萘基、羥基萘基、二羥基萘基、羥基甲基萘基、羥基乙基萘基、硫萘基、甲硫基萘基、二硫萘基、氟萘基、三氟甲基萘基、全氟萘基、二(三氟甲基)萘基、聯苯基、氰基聯苯基。
作為羧醯胺基(在此，羧醯胺基為-CO-NH 2、-CO-NHR、-CONR 2且2個R可互為相同亦可為相異，亦可為-CONHAr或-CONAr 2且2個Ar可互為相同亦可為相異)，可為烷基之碳數為1~12或芳基之碳數為6~16之羧醯胺基，可舉例如二甲基羧醯胺基及二苯基羧醯胺基。
作為羰烷氧基、羰芳氧基(-COOR或      -COOAr)，可為烷基之碳數為1~12或芳基之碳數為6~16之羰烷氧基，可舉例如羰甲氧基、羰苯氧基。
作為1價之雜環基，可為碳數3~14之1價之雜環基，可舉例如呋喃基、噻吩基、吡咯基、吡唑基、咪唑基、三唑基、噁唑基、二噁唑基、異噁唑基、噁二唑基、噻唑基、異噻唑基、噻二唑基、三唑基、吲哚基、吲哚啉基、吲哚嗪基、吲唑啉基(indazolinyl)、假吲哚基(indoleniny)、苯並呋喃基、苯並噻吩基、咔唑基、二苯並呋喃基、二苯並噻吩基、吡啶基、二𠯤基(diazinyl)、噁嗪基、噻嗪基、二氧芑基(dioxinyl)、二噻吩基、三嗪基、嘧啶基、吡嗪基、嗒嗪基、喹啉基、異喹啉基、噌啉基、酞嗪基、喹唑啉基、萘啶基、嘌呤基、喋啶基、吖啶基、啡啶基、啡啉基、呫噸基、吩噁嗪基、噻嗯基、嗎咻基及吩嗪基。
本實施形態之化合物(1)中並無特別限定，R 1、R 2、R 3及R 4係各自獨立較佳為選自由氫原子、鹵素原子、羥基、巰基、胺基、氰基、羧基、硝基，以及可經取代之、直鏈、分支或環狀之烷基、硫烷基、硫芳基、芳基磺醯基、芳氧基、烷基磺醯基、烷基胺基、芳基胺基、烷氧基、醯基胺基、醯氧基、芳基、羧醯胺基、羰烷氧基、羰芳氧基、醯基、及1價之雜環基所成群者；更佳為選自由氫原子、鹵素原子、硝基、氰基，以及可經取代之直鏈、分支或環狀之烷基所成群者；特佳為選自由氫原子、鹵素原子、硝基、氰基及經鹵素原子取代之烷基所成群者。化合物(1)藉由具有上述之構造，更能抑制陰暗時之漏電流。
本實施形態中，R 1、R 2、R 3及R 4可為相同亦可為相異。從更加有效且確實達成由本發明所成之作用效果的觀點，並無特別限定，較佳為選自R 1、R 2、R 3及R 4之2個為相同；更佳為選自R 1、R 2、R 3及R 4之3個為相同。
本實施形態之化合物(1)並無特別限定，從更加有效且確實達成由本發明所成之作用效果的觀點，較佳為R 1、R 2、R 3及R 4之至少1個為氫原子；更佳為R 1、R 2、R 3及R 4之至少2個或至少3個為氫原子；特佳為R 1、R 2、R 3及R 4之至少3個氫原子。
本實施形態中，若R 1、R 2、R 3及R 4之至少2個為氫原子時，並無特別限定，從更加有效且確實達成由本發明所成之作用效果的觀點，較佳為R 1及R 2為氫原子，或，R 1及R 4為氫原子。
本實施形態之化合物(1)並無特別限定，從更加有效且確實達成由本發明所成之作用效果的觀點，較佳為R 3及R 4為氫原子；更佳為R 2、R 3及R 4為氫原子。
又，若R 2、R 3及R 4為氫原子時，R 1較佳為選自由氫原子、鹵素原子、羥基、巰基、胺基、氰基、羧基、硝基，以及可經取代之、直鏈、分支或環狀之烷基、硫烷基、硫芳基、芳基磺醯基、芳氧基、烷基磺醯基、烷基胺基、芳基胺基、烷氧基、醯基胺基、醯氧基、芳基、羧醯胺基、羰烷氧基、羰芳氧基、醯基、及1價之雜環基所成群者；更佳為選自由氫原子、鹵素原子、硝基、氰基，以及可經取代之直鏈、分支或環狀之烷基所成群者；特佳為選自由氫原子、鹵素原子、硝基、氰基及經鹵素原子取代之烷基所成群者。
本實施形態之化合物(1)之藉由密度泛函數法所得之最低未佔用分子軌域(LUMO：Lowest Unoccupied Molecular Orbital)之能階，在從更加有效且確實達成由本發明所成之作用效果的觀點，以-6.00eV以上-3.80eV以下為佳，以-5.50eV以上-3.90eV以下為較佳。對於本實施形態之化合物(1)，可藉由使用密度泛函數法之分子模擬(例如，使用Gaussian公司製量子化學計算軟體Gaussian之分子模擬)來進行構造最佳化，而求出化合物(1)之最低未佔用分子軌域之能階。又，本實施形態之化合物(1)之藉由密度泛函數法所得之最低未佔用分子軌域之能階係也可藉由變更R 1、R 2、R 3及R 4來調節。在將最低未佔用分子軌域之能階作成上述範圍內的觀點上，以R 1、R 2、R 3及R 4之至少1個為拉電子性基為佳。
本實施形態之化合物(1)之分子量係以300以上為佳，較佳為350以上，更佳為400以上。分子量在300以上時，可更加抑制在使用化合物(1)之有機薄膜之製造製程上之加熱操作或高溫之使用環境下，可能引起之分子之熱運動所造成之物性變化。又，尤其在利用真空蒸鍍來形成化合物(1)的情況，化合物(1)之分子量係以1000以下為佳，較佳為950以下，更佳為900以下。分子量在1000以下時，可更加壓低使用真空蒸鍍來形成化合物(1)之有機薄膜時之昇華所必須之熱能量。藉此，化合物(1)不會熱劣化而能形成良好之薄膜。但，在藉由溶液塗佈來進行薄膜形成的情況，由於不易產生此種問題，故化合物(1)之分子量也可大於1000。
本實施形態之化合物(1)在惰性氣體環境下之因加熱所致之重量減少之重量比率成為加熱前之5%以內之溫度(以下，亦有稱為「5%重量減少溫度」的情形)係以200℃以上為佳，較佳為250℃以上。5%重量減少溫度為200℃以上的情況，可更加抑制在使用化合物(1)之有機薄膜之製造製程上之加熱操作或高溫之使用環境下可能引起之分子之熱運動所造成之物性變化。5%重量減少溫度係可藉由示差熱分析進行測量。
本實施形態之化合物(1)係例如可藉由後述般進行合成而取得。藉由合成而得知生成物(100質量%)中，化合物(1)之含有率係以90質量%以上為佳，較佳為93質量%以上，更佳為97質量%以上。化合物(1)之含有率藉由在90質量%以上，將化合物(1)使用於光電轉換元件時，可更加有效且確實地避免載子被非蓄意雜質所產生之雜質能階所捕捉。其結果係會抑制載子之再結合，而可取得具有更加優異性能之光電轉換元件。含有率之測量係可舉出如液相層析、氣相層析及元素分析等，公知之方法即可。
以下展示R 1、R 2、R 3及R 4之較佳組合。但，化合物(1)並不受限於該等。
以下展示化合物(1)之具體例。但，化合物(1)並不受限於該等。
化合物(1)係可藉由例如下述流程進行合成。
更具體而言，例如可使市售之化合物(α)進行醯亞胺化而取得化合物(1)。例如能以The Journal of Organic Chemistry, 86, 10501-10516(2021)記載之方法進行醯亞胺。又，也可使用導入有R 1~R 4之化合物來進行醯亞胺化，亦可進行醯亞胺化後才導入R 1~R 4。
(光電轉換元件用材料) 本實施形態之化合物(1)係可使用作為光電轉換元件材料。更具體而言，使用作為後述光電轉換元件中之各層所包含之材料。其中，在從更加有效且確實達成由本發明所成之作用效果的觀點，亦以化合物(1)被包含於補助層中為佳，以被包含在電子輸送層及電洞阻擋層之中至少一者中為較佳。
又，本實施形態之化合物(1)係可直接使用作為感光材料，也可與其他材料混合而使用作為感光用之組成物。感光用之組成物中之化合物(1)之含量在相對於組成物之總量而言，可為50質量%以上。又，該含量可為95質量%以下，可為90質量%以下，也可為80質量%以下。上述感光用之組成物中之化合物(1)以外之材料只要通常之感光用之組成物所包含者，即無特別限定。作為此種材料，可舉例如後述之n型半導體材料、p型半導體材料、及光吸收材料。該等係可單獨使用1種或可組合使用2種以上。
(有機薄膜) 本實施形態之有機薄膜包含本實施形態之化合物(1)或上述光電轉換元件用材料。此種有機薄膜係可藉由一般性乾式成膜法或濕式成膜法來製作。具體而言，可舉出如，真空製程之電阻加熱蒸鍍、電子束蒸鍍、濺鍍及分子積層法，溶液製程之澆鑄、旋轉塗佈、浸漬塗佈、刮刀塗佈、線棒塗佈以及噴霧塗佈等之塗佈法、噴墨印刷、網版印刷、平板印刷以及凸版印刷等之印刷法、及微接觸印刷法等之軟微影技術之手法。一般而言，光電轉換元件用材料在從加工容易性之觀點，以能採用使化合物在溶液狀態下進行塗佈般之製程為理想。但，在將有機薄膜予以積層般之光電轉換元件的情況，塗佈溶液會侵蝕下層之膜的憂慮，故以如電阻加熱蒸鍍般之乾式成膜法為佳。
例如，乾式成膜法中，可藉由使本實施形態之光電轉換元件用材料，及因應所需之與順應光電轉換元件之用途之其他材料混合而作成組成物，並使組成物在真空下蒸鍍在基材或其他膜，而取得有機薄膜。又，濕式成膜法中，可藉由使本實施形態之光電轉換膜，及因應所需之一同混合順應光電轉換元件之用途之其他材料與溶劑而作成液狀之組成物，在基材或其他膜上進行塗覆並印刷，以及進行乾燥，而取得有機薄膜。
本實施形態之有機薄膜也可包含本實施形態之光電轉換元件用材料之化合物(1)以外之材料。本實施形態之有機薄膜中之化合物(1)之含量只要會展現使用作為光電轉換元件用材料所必須之性能，即並無特別限定。例如，相對於有機薄膜之總量，化合物(1)之含量可為50質量%以上，從更加有效且確實達成由本發明所成之作用效果的觀點，以80質量%以上為佳，以90質量%以上為較佳，95質量%以上為更佳。化合物(1)之含量之上限也可為100質量%。本實施形態之有機薄膜在包含化合物(1)以外之材料的情況，該材料只要係使用作為通常之光電轉換元件用材料者，即無特別限定。作為此種材料，可舉例如後述之n型半導體材料、p型半導體材料、及光吸收材料、以及被稱為摻雜材料之氧化鉬、鹼金屬、及鹼金屬化合物。該等係可單獨使用1種或可組合使用2種以上。
有機薄膜之厚度，由於也會分別根據物質之電阻值・電荷移動度而不同，故無法加以限定，通常為0.5nm以上5000nm以下，可為1nm以上1000nm以下，也可為5nm以上500nm以下。
從更加有效且確實達成由本發明所成之作用效果的觀點，本實施形態之有機薄膜係以在450nm以下具有光吸收帶之最大吸收波長為佳。
(光電轉換元件) 本實施形態之光電轉換元件係指經由產生因應入射光量之電荷，儲存經產生之電荷用之電容器(以下，亦稱為「儲存部」)，或讀取用之電晶體電路(以下，亦稱為「讀取部」)等而向光電轉換元件外部輸出者。在此，光電轉換元件係指在對向之一對電極間配置有吸收入射光之至少一部分之光電轉換膜者，且光係從電極上方被入射至光電轉換元件者。又，光電轉換膜為含有會吸收紅外線區域之入射光之至少一部分之材料的感光性薄膜，且光入射之結果係會產生電洞與電子者。又，本實施形態之光電轉換元件也可具有產生因應紅外線區域之入射光量之電荷的光電轉換元件(以下，亦稱為「紅外線光電轉換元件」)，在此，紅外線光電轉換元件係指在對向之一對電極間配置有吸收紅外線光之光電轉換膜(以下，亦稱為「紅外線光電轉換膜」)者，從光係從電極上方被入射至紅外線光電轉換元件者。又，紅外線光電轉換膜為含有會吸收紅外線區域之入射光之至少一部分之材料(以下，亦稱為「紅外吸收材料」)的感光性薄膜，且光入射之結果係會產生電洞與電子者。
適宜參照圖1並同時說明本實施形態之光電轉換元件。光電轉換元件100具備：第1電極膜之下部電極102、第2電極膜之上部電極106，及位於下部電極102與上部電極106之間之光電轉換膜110。光電轉換元件100在上部電極106之與光電轉換膜110相反對側通常亦可具備絕緣性之基材101。
下部電極102及上部電極106在光電轉換膜110具有電洞輸送性或電子輸送性的情況，則為達成從該光電轉換膜110取出電洞並將此予以捕集，或取出電子並將此予以吐出等之作用者。能使用作為該等電極之材料只要係具有某種程度之導電性者，即無特別限定，但以考慮到與鄰接之光電轉換膜110之密著性、電子親和力、游離電位及安定性等來選擇為佳。作為能使用作為電極之材料，可舉例如氧化錫(NESA)、氧化銦、氧化錫銦(ITO)及氧化鋅銦(IZO)等之導電性金屬氧化物；金、銀、鉑、鉻、鋁、鐵、鈷、鎳及鎢等之金屬：碘化銅及硫化銅等之無機導電性物質；聚噻吩、聚吡咯及聚苯胺等之導電性聚合物；以及碳。該等材料係可單獨使用1種，亦可混合使用複數種類。
第1電極膜之下部電極102係由具有光穿透性之導電膜所構成，例如，由銦錫氧化物(ITO)所構成。作為構成下部電極102之材料，並不受限於ITO，可舉例如添加有摻質之氧化錫(SnO 2)系材料，及，對鋅氧化物(ZnO)添加摻質之氧化鋅系材料。作為氧化鋅系材料，可舉例如添加鋁(Al)作為摻質之鋁鋅氧化物(AZO)、添加鎵(Ga)之鎵鋅氧化物(GZO)，及，添加銦(In)之銦鋅氧化物(IZO)。亦或，作為構成下部電極102之材料，也可舉例如CuI、InSbO 4、ZnMgO、CuInO 2、MgIN 2O 4、CdO、及ZnSnO 3。下部電極102之厚度為例如5nm以上3000nm以下，可為5nm以上500nm以下，也可為10nm以上300nm以下。
第2電極膜之上部電極106係可藉由與下部電極102同樣之具有光穿透性之導電膜來構成，亦可藉由如鋁般之通常使用作為光電轉換元件之電極之金屬來構成。又，將固態攝影元件使用作為1個像素之固態攝影裝置中，該上部電極106係可以各像素來分離，也可在各個像素形成作為共通之電極。上部電極106之厚度為例如5nm以上3000nm以下，可為5nm以上500nm以下，也可為10nm以上300nm以下。
如第1電極膜及第2電極膜般之電極所使用之材料之導電性也係只要不會對光電轉換元件之受光造成必要以上之妨礙，即無特別限定，但從光電轉換元件之訊號強度及消費電力之觀點，則以盡可能地高導電性為佳。例如，作為透明性電極，只要具有薄膜電阻值為300Ω/□以下之導電性之ITO膜，就會充分機能作為電極。但，也能取得具備具有數Ω/□程度(例如，5~9Ω/□)之導電性之ITO膜之基板之市售品，以具有此種高導電性之基板為理想。
在使用ITO膜時之電極之厚度，可考慮導電性來任意選擇，通常為5nm以上3000nm以下，較佳為10nm以上300nm以下。作為形成ITO等之膜之方法，可舉出如以往公知之蒸鍍法、電子束法、濺鍍法、化學反應法及塗佈法。對於設置於基板上之ITO膜亦可因應所需施加UV-臭氧處理或電漿處理。
又，在積層複數之檢測之波長為不同之光電轉換膜的情況，個別之光電轉換膜之間所使用之電極膜則有使個別之光電轉換膜所檢測之光以外之波長之光穿透的必要。基於此種觀點，以使用入射光之90%以上會穿透過該電極膜之材料為佳，以使用會穿透95%以上之光之材料為較佳。尚，上述電極膜，係上述一對之電極以外之電極膜。
又，在本實施形態之光電轉換元件之下部更設置感知紅外線光，或不同之可見光區域之光的可見光光電轉換部的情況，使用於上述光電轉換元件之電極係以該可見光及紅外線光之穿透率在90%以上為佳，以95%以上為較佳。
作為滿足此種條件之電極之材料，以相對於可見光及紅外線光之穿透率為高，且電阻值小之透明導電性氧化物(TCO；Transparent Conducting Oxide)為佳。也可使用Au等之金屬薄膜作為電極，但試圖將穿透率作成在90%以上時，則電阻值會極端地增大。因此，作為電極，則以TCO為佳。作為TCO，尤其係以ITO、IZO、AZO、FTO、SnO 2、TiO 2及ZnO 2為佳。
形成電極之方法並無特別限定，可考慮到與電極材料之適合性來適宜選擇。在使用透明電極的情況，作為其形成方法，具體地可舉出如，印刷方式及塗覆方式等之濕式方式、真空蒸鍍法、濺鍍法及離子電鍍法等之物理的方式、CVD及電漿CVD法等之化學方式。又，電極之材料為如ITO般之透明導電性金屬氧化物的情況，作為其形成方法，可舉例如電子束法、濺鍍法、電阻加熱蒸鍍法、化學反應法(例如，溶膠凝膠法等)、及塗佈該金屬氧化物之分散物的方法。並且，也可對如ITO般之透明導電性金屬氧化物之膜施加UV-臭氧處理及電漿處理。
光電轉換膜110可為包含本實施形態之光電轉換元件用材料者，也可為包含上述有機薄膜者。更具體而言，例如，光電轉換膜110具備：光電轉換層104、位於該光電轉換層104之下部電極膜102側之第1補助層103，及，位於光電轉換層104之上部電極膜106側之第2補助層105。尚且，圖1所示之光電轉換膜110具備第1補助層103與第2補助層105，但光電轉換膜可為具備該等補助層之任意僅一層者。或是，光電轉換膜不具備任一補助層而僅具備光電轉換層104者。光電轉換膜在不具備補助層的情況，光電轉換層104為上述之有機薄膜，光電轉換膜在具備補助層的情況，光電轉換層104及補助層之中至少一者為上述之有機薄膜。但，從更加有效且確實達成由本發明所成之作用效果的觀點，以補助層為包含本實施形態之光電轉換元件用材料之上述有機薄膜為佳。
光電轉換層104可為一般使用作為光電轉換層之有機半導體膜，也可為上述之有機薄膜。又，光電轉換層110中，該等之有機半導體膜及有機薄膜可為1層或複數層。在1層的情況，採用p型有機半導體膜、n型有機半導體膜、或該等之混合膜(以下，也可為「主體異質構造(bulk heterostructure)」)。另一方面，在複數層的情況，層數可為2~10層程度，將p型有機半導體膜、n型有機半導體膜、或該等之混合膜(以下，也可為「主體異質構造」)之任意者予以積層而成之構造，且在層間亦可插入緩衝層。
本實施形態之光電轉換層104可包含或也可不包含本實施形態之光電轉換元件用材料，且也可包含本實施形態之光電轉換元件用材料以外之材料。其中，由於能使所欲波長之入射光能量更效率良好地轉換成電氣訊號，故亦以光電轉換層104包含有機p型半導體、有機n型半導體、及光吸收材料之中至少1種以上為佳。其中，由於能使所欲波長之入射光能量更效率良好地轉換成電氣訊號，亦以相對於光吸收材料，若為有機p型半導體則為容易提供電子(即，游離電位小)者，若為有機n型半導體則為容易收容電子(即，電子親和力大)者為佳。在此，游離電位(HOMO準位)係指使用光電子發射收率光譜法(Photoemission Yield Spectroscopy)，或光電子發射光譜法所測量之值。又，電子親和力(LUMO準位)係從近紅外線發射光譜之最長波長吸收端來算出能帶間隙值，並從上述HOMO準位來減去而求得之值，或使用逆光電子發射光譜法所測量之值。
在使用有機半導體膜的情況，該膜可為1層，也可為2層以上。有機半導體膜可為有機p型半導體膜，可為有機n型半導體膜，可為光吸收材料膜，或也可為該等之混合膜(主體異質構造)。尤其，有機半導體膜係以具有主體異質接合構造層為佳。於此種情況，藉由使光電轉換膜含有主體異質接合構造，則可彌補光電轉換膜之載子擴散長度為短之缺點而提升光電轉換效率。
光電轉換層104之厚度可為例如，0.5nm以上5000nm以下，可為1nm以上1000nm以下，也可為5nm以上500nm以下。
以下，詳述關於有機半導體。
有機p型半導體係指施體性有機半導體(以下，亦稱為「施體性有機化合物」)，主要係由電洞輸送性有機化合物來代表，且具有容易提供電子之性質的有機化合物。更詳言之，其係指使2個有機材料接觸來使用時游離電位較小之有機化合物。因此，作為施體性有機化合物，只要係具有供電子性之有機化合物皆能使用任意之有機化合物。
作為此種施體性有機化合物，可舉例如三芳基胺化合物、聯苯胺化合物、砒唑林化合物、苯乙烯基胺化合物、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、酞花青化合物、花青化合物、部花青素化合物、氧雜菁(oxonol)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、芘衍生物、苝衍生物、熒蒽衍生物)，及具有含氮雜環化合物作為配位子之金屬錯合物。尚且，並不受限於該等，如上述般，只要係游離電位比使用作為受體性有機化合物之有機化合物還小之有機化合物，皆能使用作為施體性有機半導體。
有機n型半導體係指受體性有機半導體(以下，亦稱為「受體性有機化合物」)，主要係由電子輸送性有機化合物來代表，且具有容易收容電子之性質的有機化合物。更詳細而言，在使2個有機化合物接觸來使用時電子親和力較大之有機化合物。因此，作為受體性有機化合物，只要係具有電子收容性之有機化合物，皆能使用任意之有機化合物。
作為此種受體性有機化合物，可舉例如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、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員之雜環化合物(例如，吡啶、吡嗪、嘧啶、嗒嗪、三嗪、喹啉、喹喔啉、喹唑啉、酞嗪、噌啉、異喹啉、蝶啶、吖啶、菲嗪、啡啉、四唑、吡唑、咪唑、噻唑、噁唑、吲唑、苯並咪唑、苯並三唑、苯並噁唑、苯並噻唑、咔唑、嘌呤、三唑並噠嗪、三唑並嘧啶、四氮雜茚(tetrazaindene)、噁二唑、咪唑並吡啶、吡𠯤啶(pyralidine)、吡咯並吡啶、噻二唑並吡啶、二苯並氮呯(dibenzazepine)、及三苯並氮呯)、聚伸芳基化合物、茀化合物、環戊二烯化合物、矽基化合物，及具有含氮雜環化合物作為配位子之金屬錯合物。尚且，並不受限於該等，如上述般，只要係電子親和力比使用作為施體性有機化合物之有機化合物還大之有機化合物，皆可使用作為受體性有機半導體。
光吸收材料為在可見光區域，尤其在450nm以上650nm以下之範圍具有最大光吸收波長之化合物。光吸收材料在最大光吸收波長處之吸收強度係以比施體性有機化合物或受體性有機化合物所具有之在最大光吸收波長處之吸收強度還大為理想。藉由具有此種吸收強度，而可在光吸收材料之最大光吸收波長下選擇性地吸收入射光。入射光被吸收至光吸收材料而光子變成激子後，在施體性有機化合物與受體性有機化合物之界面處，藉由引起激子分離，而能有效率地產生電洞及電子之載子。
作為此種光吸收材料，可使用一般被稱為色素的化合物。可舉例如酞花青衍生物、亞酞菁衍生物、喹吖啶酮衍生物、卟啉衍生物、萘或苝衍生物、酞苝(phthaloperylene)衍生物、苯乙烯基衍生物、花青衍生物、半花青(hemicyanine)衍生物、部花青素衍生物、若丹花青(rhodacyanine)衍生物、氧雜菁衍生物、半氧雜菁(hemioxonol)衍生物、克酮酸菁(croconium)衍生物、方酸菁(squaryrium)衍生物、氮次甲基(azamethine)衍生物、次芳基(arylidene)衍生物、偶氮衍生物、偶氮甲鹼(azomethine)衍生物、茂金屬衍生物、俘精酸酐(fulgide)衍生物、菲嗪衍生物、酚噻嗪衍生物、多烯衍生物、吖啶衍生物、吖啶酮(acridinone)衍生物、二苯基胺衍生物、三苯基胺、萘基胺及苯乙烯基胺等之三芳基胺衍生物、喹酞酮(quinophthalone)衍生物、酚噁嗪衍生物、葉綠素衍生物、羅丹明衍生物、二苯基甲烷或三苯基甲烷衍生物、呫噸衍生物、吖啶衍生物、酚噁嗪衍生物、喹啉衍生物、噁嗪(oxazine)衍生物、噻嗪衍生物、醌衍生物、苯醌衍生物、萘醌衍生物、蒽醌衍生物、靛或硫靛衍生物、吡咯衍生物、吡啶衍生物、二吡咯次甲基(dipyrrin)衍生物、吲哚衍生物、二酮吡咯並吡咯衍生物、香豆素衍生物、茀衍生物、茀酮衍生物、熒蒽衍生物、蒽衍生物、芘衍生物、咔唑衍生物、苯二胺衍生物、聯苯胺衍生物、啡啉衍生物、咪唑衍生物、噁唑啉衍生物、噻唑啉衍生物、三唑衍生物、噻二唑衍生物、噁唑衍生物、噻唑衍生物、噁二唑衍生物、噻吩衍生物、硒吩衍生物、矽雜茂(silole)衍生物、鍺雜茂(germole)衍生物、茋衍生物、伸苯基乙烯衍生物、稠五苯衍生物、紅螢烯衍生物、噻吩並噻吩衍生物、苯並二噻吩衍生物、呫噸並呫噸(xanthenoxanthene)衍生物、及富勒烯衍生物。尚且，並不受於該等，如上述般，只要係比施體性有機化合物或受體性有機化合物所具有之在最大光吸收波長處之吸收強度還要高吸收強度之化合物，皆可使用作為光吸收材料。又，光吸收材料也可兼具作為施體性有機化合物或受體性有機化合物之作用。
第1補助層103具備例如電洞阻擋層及電子輸送層之中至少1種。第1補助層103在該等之中2種的情況，通常係從光電轉換層104側依序以電子輸送層及電洞阻擋層之順序來積層。電子輸送層係會達成將光電轉換層104所產生之電子輸送至第1電極102之作用，與，阻擋電洞從電子輸送目的之第1電極102移動至光電轉換層104的作用。電洞阻擋層係會達成妨礙電洞從第1電極102移動至光電轉換層104，且防止在光電轉換層104內之再結合，減少暗電流，減少干擾並擴大動態範圍的作用。又，亦可單1個層具有電洞阻擋層及電子輸送層雙方的機能。
第2補助層105具備例如電子阻擋層及電洞輸送層之中至少1種。第2補助層105在具備該等2種的情況，通常係從光電轉換層104側依序以電洞輸送層及電子阻擋層之順序來積層。電洞輸送層係會達成將產生之電洞從光電轉換層104輸送至第2電極106的作用，與，阻擋電子從電洞輸送目的之第2電極106移動至光電轉換層104的作用。電子阻擋層係會達成妨礙電子從第2電極106移動至光電轉換層104，防止在光電轉換層104內之再結合，減少暗電流，減少干擾並擴大動態範圍的作用。又，亦可單1個層具有電子阻擋層及電洞輸送層雙方的機能。
本實施形態之光電轉換元件用材料係能被包含於該等第1補助層103及第2補助層105之任意者，但以被包含於第1補助層103為佳。本實施形態之光電轉換元件中，該等之第1補助層103及第2補助層105之中，以第1補助層103包含上述有機薄膜為佳。又，本實施形態之光電轉換元件用材料係以在第1補助層103中被包含於電洞阻擋層及電子輸送層之中至少一者為較佳。本實施形態之光電轉換元件中，以電洞阻擋層及電子輸送層之中至少一者為上述有機薄膜為佳。藉由該等，而能更加有效且確實地達成由本發明所成之作用效果。
以下，說明關於補助層中之各層所能包含之本實施形態之光電轉換元件用材料以外之材料。
作為電洞輸送層之材料，只要係已知作為固態攝影元件等之光電轉換元件中之電洞輸送層者，即無特別限定，可舉例如聚苯胺及其摻雜材料、國際公開第2006/019270號記載之氰化物。
作為構成電洞輸送層之材料，更具體地可舉出如，硒、碘化銅(CuI)等之碘化物、層狀鈷氧化物等之鈷錯合物、CuSCN、氧化鉬(MoO 3等)、氧化鎳(NiO等)、4CuBr･3S(C 4H 9)及有機電洞輸送材。該等之中，作為碘化物，可舉例如碘化銅(CuI)。作為層狀鈷氧化物，可舉例如AxCoO 2(在此，A表示Li、Na、K、Ca、Sr或Ba，且0≦X≦1)。又，作為有機電洞輸送材料，可舉例如聚-3-己基噻吩(P3HT)、聚(3,4-乙烯二氧噻吩)、(PEDOT；例如，STARCK-VTECH公司製之商品名「Baytron P」)等之聚噻吩衍生物、2,2’,7,7’-肆-(N,N-二-p-甲氧基苯基胺)-9,9’-旋環雙茀(spiro-MeO-TAD)等之茀衍生物、聚乙烯咔唑等之咔唑衍生物、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。並且，作為電洞輸送層之材料，可舉例如CuInSe 2及硫化銅(CuS)等之具有1價銅之化合物半導體、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)。
又，電洞輸送層若為具有比光電轉換膜之LUMO準位還高之LUMO準位者，由於會被賦予具有抑制在光電轉換膜處生成之電子移動至電極側的整流效果的電子阻擋機能而為佳。此種電洞輸送層也被稱為電子阻擋層。
構成電子阻擋層之材料之中，作為低分子之有機化合物，可舉例如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(α-NPD)等之芳香族二胺化合物、噁唑、噁二唑、三唑、咪唑、咪唑酮、茋衍生物、砒唑林衍生物、四氫咪唑、聚芳基烷、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、酞花青、銅酞花青及鈦酞花青氧化物等之卟啉化合物、三唑衍生物、噁二唑衍生物、咪唑衍生物、聚芳基烷衍生物、砒唑林衍生物、吡唑啉酮衍生物、苯二胺衍生物、芳基胺衍生物、胺基取代查耳酮衍生物、噁唑衍生物、苯乙烯基蒽衍生物、茀酮衍生物、腙衍生物，以及矽氮烷衍生物。又，作為高分子之有機化合物，可舉例如伸苯基乙烯、茀、咔唑、吲哚、芘、吡咯、甲吡啶、噻吩、乙炔及聯乙炔等之聚合物、以及其衍生物。即便非為供電子性化合物，若係具有充足電洞輸送性之化合物，也能使用作為構成電子阻擋層之材料。並且，構成電子阻擋層之材料之中，作為無機化合物，可舉例如氧化鈣、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之金屬氧化物、硒、碲及硫化銻。該等係可單獨使用1種或可組合使用2種以上。
電洞輸送層之厚度，在從抑制暗電流且防止光電轉換效率降低的觀點，以10nm以上300nm以下為佳，以30nm以上250nm以下為較佳，以50nm以上200nm以下為更佳。
作為形成電洞輸送層及電子阻擋層的方法，可為以往已知者，可為如真空蒸鍍法般之乾式成膜法，及如溶液塗佈法般之濕式成膜法之任一者，但從能使塗佈面整平的觀點，較佳為濕式成膜法。作為乾式製膜法，可舉例如如真空蒸鍍法般之蒸鍍法及濺鍍法。蒸鍍可為物理蒸鍍(PVD)及化學蒸鍍(CVD)之任意者，以真空蒸鍍等之物理蒸鍍為佳。作為濕式成膜法，可舉例如噴墨法、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、輥塗法、棒塗法及凹版塗佈法。
作為構成電子輸送層之材料，只要係已知作為固態攝影元件等之光電轉換元件中之電子輸送層者，即無特別限定，可舉例如八氮雜卟啉、及p型半導體之全氟物(例如，全氟稠五苯或全氟酞花青等)、富勒烯、富勒烯衍生物(例如，[6,6]-苯基-C 61-丁酸鉀酯([6,6]-Phenyl-C 61-Butyric Acid Methyl Ester)；PCBM等)、苝、茚並茚及茚並茚衍生物般之有機化合物，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)般之無機氧化物。電子輸送層可為多孔質者，也可為緻密者，在將該等積層的情況，以從光電轉換膜之側，依多孔質之電子輸送層及緻密之電子輸送層之順序進行積層來設置為佳。
又，電子輸送層若為具有比光電轉換膜之HOMO準位還低之HOMO準位者，則由於會被賦予具有抑制在光電轉換膜處生成之電洞移動至對向電極側之整流效果的電洞阻擋機能而為佳。此種電子輸送層也被稱為電洞阻擋層。
作為構成電洞阻擋層之材料，可舉例如1,3-雙(4-tert-丁基苯基-1,3,4-噁二唑基)伸苯基(OXD-7)等之噁二唑衍生物、蒽醌二甲烷衍生物、二苯基醌衍生物、浴銅靈(bathocuproine)、浴菲羅啉(bathophenanthroline)、及該等之衍生物，三嗪化合物、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、矽雜茂化合物、卟啉系化合物、DCM(4-二氰基亞甲基-2-甲基-6-(4-(二甲基胺基苯乙烯基))-4H吡喃)等之苯乙烯基系化合物，萘四羧酸酐(NTCDA)、萘四羧酸二醯亞胺、苝四羧酸酐(PTCDA)、苝四羧酸二醯亞胺等之n型半導體材料，氧化鈦、氧化鋅及氧化鎵等之n型無機氧化物，以及，氟化鋰、氟化鈉及氟化銫等之鹼金屬氟化物。更進一步，由於將鹼金屬化合物摻雜於有機半導體分子者也具有改善與對向電極之電氣連接的機能而為佳。該等係可單獨使用1種或可組合使用2種以上。
電子輸送層之厚度，在從抑制暗電流且防止光電轉換效率降低的觀點，以10nm以上300nm以下為佳，以30nm以上250nm以下為較佳，以50nm以上200nm以下為更佳。
作為形成電子輸送層及電洞阻擋層之方法，可為以往已知者，也可為如真空蒸鍍法般之乾式成膜法，及如溶液塗佈法般之濕式成膜法之任一者，但從能將塗佈面予以整平的觀點，較佳為濕式成膜法。作為乾式製膜法，可舉例如如真空蒸鍍法般之蒸鍍法及濺鍍法。蒸鍍可為物理蒸鍍(PVD)及化學蒸鍍(CVD)之任意者，以真空蒸鍍等之物理蒸鍍為佳。作為濕式成膜法，可舉例如噴墨法、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、輥塗法、棒塗法及凹版塗佈法。
本實施形態之光電轉換元件，在第1補助層103與下部電極102之間，也可具備單層或2層以上之與第1補助層103不同之其他補助層。作為此種補助層，可舉例如提升從下部電極102至第1補助層103之電洞注入性之電洞注入層。作為構成電洞注入層之材料，可舉例如酞花青衍生物、m-MTDATA(4,4’,4’’-參[苯基(m-甲苯基)胺基]三苯基胺)般之星爆胺(starburst amine)類、PEDOT(聚(3,4-伸乙二氧基噻吩))等之聚噻吩及聚乙烯咔唑衍生物般之高分子系材料。該補助層之厚度可與第1補助層103相同。
本實施形態之光電轉換元件，在第2補助層105與上部電極106之間，也可具備單層或2層以上之與第2補助層105不同之其他補助層。作為此種補助層，可舉例如提升從上部電極106至第2補助層105之電子注入性之電子注入層及電子輸送層。作為構成電子注入層之材料，可舉例如銫、鋰及鍶等之金屬，以及氟化鋰。作為構成電子輸送層之材料可與上述相同。又，該補助層之厚度可與第2補助層105相同。
本實施形態之光電轉換元件，除上述各層以外，亦可具備位於該等之層之間之層間接觸改良層及結晶化防止層之至少1者。
層間接觸改良層係達成在上部電極106之成膜時減少對在其最靠近下部之膜，例如光電轉換膜110造成之損傷的機能。尤其會有在上部電極106之成膜所使用之裝置中存在之高能量粒子，例如若為濺鍍法，則係濺鍍粒子或二次電子、Ar粒子、氧負離子等與最靠近下部之膜進行衝突而產生變質，從而造成漏電流之增加或感度降低性能劣化的情況。作為防止此情況的一個方法，以在最靠近下部之膜之上層設置層間接觸改良層為佳。層間接觸改良層之材料較佳使用銅酞花青、NTCDA、PTCDA、[二吡𠯤並[2,3-F：2’,3’-H]喹喔啉-2,3,6,7,10,11-六甲腈](HATCN)、乙醯丙酮酸鹽錯合物、BCP等之有機物、有機-金屬化合物，或MgAg、MgO等之無機物。層間接觸改良層之厚度係根據光電轉換膜之構成、電極之膜厚等而其適當之範圍會不同，尤其在選擇在可見區域不具吸收之材料，或較薄厚度來使用之觀點上，以2nm以上500nm以下為佳。
如上述般，本實施形態之光電轉換元件中，儲存已產生之電荷用之電容器之儲存部，或，讀取用之電晶體電路之讀取部係隔著由導電材料所構成之連接部來連接。又，因應所需，光電轉換元件包含：保護膜等之保護免於外氣的構造、保持強度用之基板或集光用之微透鏡等。
讀取部係為了讀取在與光電轉換膜產生之電荷相對應之訊號所設置者。讀取部係以例如CCD、CMOS電路、或TFT電路等來構成，較佳係藉由配置於絕緣層內之遮光層而受到遮光。讀取電路係經由對應其之電極與連接部而受到電氣連接。尚且，為了讀取所必須之量之電荷，亦可使以電容器等來構成之儲存部存在於電極與連接部之間。連接部係埋設於絕緣層中，且為了電氣連接電極(例如透明電極或對向電極)與讀取部用之插接等。藉此所構成之構件為固態攝影元件的情況，在光入射時，該光會入射至光電轉換膜，而在此產生電荷。經產生之電荷之中之電子會一側之電極受到捕捉(及儲存)，而在另一側之電極捕捉電洞。對應其量之電壓訊號係藉由讀取部而被輸出至固態攝影元件外部。
(攝影元件) 本實施形態之攝影元件只要係具備本實施形態之光電轉換元件者，其以外之構成也可與以往之攝影元件相同。例如，本實施形態之攝影元件為將本實施形態之光電轉換元件多數配置成陣列狀來具備者。即，藉由將多數光電轉換元件配置成陣列狀，從而構成除了顯示入射光量且也會顯示入射位置資訊的固態攝影元件。
本實施形態之攝影元件可為具備1個本實施形態之光電轉換元件者，也可為積層2個以上而成者。在將2個以上之本實施形態之光電轉換元件積層而成的情況，也可為個別之光電轉換元件會選擇性檢測互為相異之波長帶區域之光來進行光電轉換者。例如，將3個以上之本實施形態之光電轉換元件予以積層而成的情況，可為至少1個取得綠色訊號，另外至少1個取得藍色訊號，其他至少1個取得紅色訊號，再另外至少1個取得紅外線光之顏色訊號者。藉此，攝影元件可不使用濾色器，而在一個像素中取得複數種類之顏色訊號。又，本實施形態之光電轉換元件所檢測之顏色訊號以外之顏色訊號係也可使用以往已知之具有矽光電二極體之裝置來感知。
攝影元件中，更靠近光源來配置之光電轉換元件在不會遮蔽從光源側來看而配置在其背後之其他光電轉換元件之吸收波長(即，進行穿透)的情況，亦可積層複數之具有光電轉換元件或矽光電二極體的裝置。
攝影元件中，光電轉換元件在從成形容易度之觀點，其一部分也可構成作為在相鄰之各光電轉換元件彼此之間在構造上不具有區隔之相同一平面上之薄膜。
本實施形態之攝影元件亦可更包含基板。基板係為了在其上積層各層而製造攝影元件來使用者，或為了提高攝影元件之機械強度來使用者。基板之種類並無特別限制，可舉例如半導體基板、玻璃基板及塑膠基板。
(光學感測器) 本實施形態之光學感測器只要係具備本實施形態之攝影元件者即可，其以外之構成係也可為與以往之光學感測器相同。該光學感測器係可在本實施形態之攝影元件中接收光，並輸出對應該光之受光量之電氣訊號。
(固態攝影裝置) 本實施形態之固態攝影裝置只要係具備本實施形態之攝影元件者即可，其以外之構成也可為與以往之固態攝影裝置相同。本實施形態之固態攝影裝置可為例如CMOS感像器，可在半導體基板上具備作為攝影區域之像素部，以及，在該像素部之周邊區域或垂直下方具備：具有行掃描部、水平選擇部、列掃描部與系統控制部之周邊電路部。上述像素部具有本實施形態之攝影元件。
本實施形態之光電轉換元件藉由使用本實施形態之光電轉換元件用材料而具有下述之優點。即，本實施形態之光電轉換元件由於變得不易產生短路或針孔，故暗電流值變低。其結果係本實施形態之光電轉換元件具有(尤其在陰暗時)優異之防漏性。並且，本實施形態之光電轉換元件有變得容易顯示高明暗比之傾向，於該情況會具有更加優異之防漏性。又，本實施形態之光電轉換元件由於即便光電轉換元件用材料難以凝聚，但電洞或電子之輸送性仍為優異，故光電轉換效率變高。並且，本實施形態之光電轉換元件藉由使用本實施形態之光電轉換元件用材料，而耐熱性也成為良好者，且在製造製程上及實用環境下之耐久性提升。 [實施例]
以下，藉由實施例來更加詳細說明本發明，但本發明並非係受到該等實施例所限定者。尚且，經合成之化合物係因應所需而更加進行利用昇華之純化。
＜合成例1＞
將6.0g之1,4,5,8-萘四羧酸二酐(1)(東京化成工業製)、及4-胺基苄腈(東京化成工業製)2.6g(相對於1,4,5,8-萘四羧酸二酐(1)為1.0莫耳當量)添加至N,N-二甲基甲醯胺(東京化成工業製)90mL中，將所得之混合物以150℃攪拌8小時。之後，冷卻至室溫，以減壓下來餾除溶劑。對於經溶劑餾除後所得之固體添加丙酮，一邊攪拌一邊徐徐加入水，並過濾析出物。以氯仿溶解析出物後，添加硫酸鈉並靜置30分鐘。接下來，過濾硫酸鈉後，以減壓下來餾除溶劑。經由使用氯仿作為溶離劑的尺寸篩除層析(size exclusion chromatography)，獲得淡黃色固體的化合物(2)。下述展示其NMR測量之結果。 1HNMR(500MHz,DMSO-d6)：8.72(dd, 4H), 8.07(d, 2H), 7.10(d, 2H)
＜合成例2＞
除了使用4-胺基鄰苯二甲腈(東京化成工業製)來取代4-胺基苄腈以外，其他係與合成例1同樣地操作而獲得化合物(3)。下述展示其NMR測量之結果。 1HNMR(500MHz, DMSO-d6)：8.74(d, 4H), 8.39(d, 1H), 8.32(d, 1H), 8.10(dd, 1H)
＜合成例3＞
除了使用4-氰基-3-三氟甲基苯胺(東京化成工業製)來取代4-胺基苄腈以外，其他係與合成例1同樣地操作而獲得化合物(4)。下述展示其NMR測量之結果。 1HNMR(500MHz, DMSO-d6)：8.73(d, 4H), 8.44(d, 1H), 8.28(d, 1H), 8.07(dd, 1H)
＜合成例4＞
將6.0g之1,4,5,8-萘四羧酸二酐(1)(東京化成工業製)、異喹啉(東京化成工業製)6.1g(相對於1,4,5,8-萘四羧酸二酐酐(1)為2.1莫耳當量)、及4-胺基苄腈(東京化成工業製)6.6g(相對於1,4,5,8-萘四羧酸二酐(1)為2.5莫耳當量)添加至m-甲酚(東京化成工業製)90mL中，將所得之混合物以180℃攪拌8小時。之後，冷卻至室溫，對此添加甲醇，並過濾析出物。進一步，使用甲醇洗淨後，添加碳酸鉀水溶液並攪拌5分鐘。接下來，在過濾後使用水、甲醇進行洗淨，經由昇華純化而獲得白色固體之化合物(5)。下述展示其NMR測量之結果。 1HNMR(500MHz, HFIP-d2)：8.93(s, 4H), 8.77(dm, 4H), 7.55(dm, 4H)
＜合成例5＞
除了使用苯胺(FUJIFILM Wako Pure Chemical製)來取代4-胺基苄腈以外，其他係與合成例1同樣地操作而獲得化合物(6)。下述展示其NMR測量之結果。 1HNMR(500MHz, DMSO-d6)：8.72(q, 4H), 7.50(m, 5H)
＜合成例6＞
除了使用3,5-雙(三氟甲基)苯胺(東京化成工業製)來取代4-胺基苄腈以外，其他係與合成例1同樣地操作而獲得化合物(7)。下述展示其NMR測量之結果。 1HNMR(500MHz,DMSO-d6)：8.75(q,4H),8.34(s,3H)
[有機薄膜及光電轉換元件之製作與評價] 下述之實施例及比較例中，使用蒸鍍機製作有機薄膜及光電轉換元件，在大氣下進行施加測量電流電壓。將已製作之光電轉換元件設置於計測室，並進行電流電壓之施加測量。電流電壓之施加測量係使用Semiconductor Parameter Analyzer(Keithley公司製)。射光之照射係使用光源裝置(朝日分光公司製，製品名(PVL-3300))，照射光波長550nm，在照射光半寬值20nm之條件下進行。明暗比為將進行光照射時之電流值除以陰暗處之電流值而得之值。
(實施例1) 在ITO透明導電玻璃(GEOMATEC(股)製ITO，厚度100nm)上，使氯化亞酞菁硼(西格瑪奧瑞奇製之純化品，純度＞99%)真空成膜成厚度100nm作為光電轉換層，並於其上方，藉由電阻加熱真空蒸鍍，使參(8-喹啉)鋁(Alq 3)之昇華純化品(東京化成工業製)成膜成厚度25nm作為補助層1。接下來，藉由電阻加熱真空蒸鍍，使化合物(2)成膜成厚度25nm作為補助層2。接下來，在補助層2之上方，藉由真空成膜使鋁製作成厚度100nm作為電極，而得到光電轉換元件。 對於所得之光電轉換元件，將ITO及鋁作為電極，施加3V之電壓並測量在陰暗處之電流值與光照射時之電流值。由該測量結果來算出明暗比。將結果展示於表1。尚且，暗電流值係以將後述比較例1中之值設為1時之相對值來表示。
(實施例2) 除了使用化合物(3)來取代化合物(2)以外，其係與實施例1同樣地操作，而製作出單層之有機薄膜及電轉換元件。對於所得之光電轉換元件，與實施例1同樣地進行評價。將結果展示於表1。
(實施例3) 除了使用化合物(4)來取代化合物(2)以外，其係與實施例1同樣地操作，而製作出單層之有機薄膜及電轉換元件。對於所得之光電轉換元件，與實施例1同樣地進行評價。將結果展示於表1。
(比較例1) 除了使用化合物(1)來取代化合物(2)以外，其係與實施例1同樣地操作，而製作出單層之有機薄膜及電轉換元件。對於所得之光電轉換元件，與實施例1同樣地進行評價。將結果展示於表1。
(比較例2) 除了使用化合物(5)來取代化合物(2)以外，其係與實施例1同樣地操作，而製作出單層之有機薄膜及電轉換元件。對於所得之光電轉換元件，與實施例1同樣地進行評價。將結果展示於表1。
(比較例3) 除了使用化合物(6)來取代化合物(2)以外，其係與實施例1同樣地操作，而製作出單層之有機薄膜及電轉換元件。對於所得之光電轉換元件，與實施例1同樣地進行評價。將結果展示於表1。
(比較例4) 除了使用化合物(7)來取代化合物(2)以外，其係與實施例1同樣地操作，而製作出單層之有機薄膜及電轉換元件。對於所得之光電轉換元件，與實施例1同樣地進行評價。將結果展示於表1。
根據表1所示之結果，得知本發明之光電轉換元件由於顯示暗電流值為低之值，(尤其在陰暗時)具有更優異之防漏性。尤其係得知在一部分之實施例中展現高明暗比，且具有更加優異之防漏性。由以上內容可得知本發明之化合物適合作為光電轉換元件用材料，特別係適合作為光電轉換元件之電子輸送層及電洞阻擋層所包含之材料。 [產業上之可利用性]
藉由使用包含本發明之化合物(1)之光電轉換元件用材料，而可提供電洞或電子之防漏性或輸送性，以及耐熱性或可見光透明性等之需求特性優異之光電轉換元件。因此，本發明之化合物(1)、光電轉換元件用材料、有機薄膜及光電轉換元件在要求此種特性之領域中具有產業上之可利用性。具體而言，作為固態攝影元件，如保全用攝影機、車載用攝影機、無人航空機用攝影機、農業用攝影機、產業用攝影機、內視鏡用攝影機般之醫療用攝影機、遊戲機用攝影機、數位靜態相機、數位攝影機、行動電話用攝影機、上述以外之行動機器用攝影機中之攝影元件；傳真機、掃描機及影印機等中之畫像讀取元件；以及，生物及化學感測器等中之光學感測器等具有產業上之可利用性。又，作為利用電致發光之顯示器，如電視顯示器、觸控螢幕、數位看板、穿戴式顯示器、電子紙、行動用途之抬頭顯示器等具有產業上之可利用性。
本專利申請案係基於2023年3月15日提出專利申請的日本專利申請案(特願2023-040388)，並參考該内容而予以援用。
100:光電轉換元件 101:基材 102:下部電極 103:第1補助層 104:光電轉換層 105:第2補助層 106:上部電極 110:光電轉換膜
[圖1]部分性展示本發明之光電轉換元件之一例的剖面示意圖。
Figure 113109734-A0305-11-0003-3

Claims (13)

  1. 一種下述式(1)所表示之化合物，
    Figure 113109734-A0305-13-0001-4
     (R1、R2、R3及R4係各自獨立為選自由氫原子、鹵素原子、羥基、巰基、胺基、氰基、羧基、硝基，以及可經取代之、直鏈、分支或環狀之烷基、硫烷基、硫芳基、芳基磺醯基、芳氧基、烷基磺醯基、烷基胺基、芳基胺基、烷氧基、醯基胺基、醯氧基、芳基、羧醯胺基、羰烷氧基、羰芳氧基、醯基、及1價之雜環基所成群者，且，鄰接之任意之R1、R2、R3及R4亦可為縮合脂肪族環或縮合芳香環之一部分；前述縮合脂肪族環及縮合芳香環亦可包含碳以外之1個或複數個之原子)。
  2. 如請求項1之化合物，其中前述式(1)所表示之化合物之藉由密度泛函數法所得之最低未佔用分子軌域之能階為-6.00eV以上-3.80eV以下。
  3. 如請求項1之化合物，其為光電轉換元件用材料。
  4. 一種有機薄膜，其包含如請求項1之化合物。
  5. 如請求項4之有機薄膜，其中在450nm以下具有光吸收帶之最大吸收波長。
  6. 一種光電轉換元件，其具備：第1電極 膜、第2電極膜，及，位於前述第1電極膜與前述第2電極膜之間之光電轉換膜，且前述光電轉換膜包含如請求項3之光電轉換元件用材料。
  7. 一種光電轉換元件，其具備：第1電極膜、第2電極膜，及，位於前述第1電極膜與前述第2電極膜之間之光電轉換膜，且前述光電轉換膜包含如請求項4之有機薄膜。
  8. 如請求項7之光電轉換元件，其中前述光電轉換膜包含光電轉換層與補助層，且前述補助層係僅由前述有機薄膜所構成，或，由包含前述有機薄膜之複數之膜所構成。
  9. 一種攝影元件，其具備如請求項6或7之光電轉換元件。
  10. 如請求項9之攝影元件，其係將2個以上之前述光電轉換元件予以積層而成。
  11. 一種攝影元件，其係將如請求項6或7之光電轉換元件配置成複數陣列狀而成。
  12. 一種光學感測器，其具備如請求項9之攝影元件。
  13. 一種固態攝影裝置，其具備如請求項9之攝影元件。
TW113109734A 2023-03-15 2024-03-15 化合物、有機薄膜、光電轉換元件、攝影元件、光學感測器及固態攝影裝置 TWI871215B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2023-040388 2023-03-15
JP2023040388 2023-03-15

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW202444722A TW202444722A (zh) 2024-11-16
TWI871215B true TWI871215B (zh) 2025-01-21

Family

ID=92755809

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW113109734A TWI871215B (zh) 2023-03-15 2024-03-15 化合物、有機薄膜、光電轉換元件、攝影元件、光學感測器及固態攝影裝置

Country Status (6)

Country Link
US (1) US20260006977A1 (zh)
JP (1) JP7564514B1 (zh)
KR (1) KR102820830B1 (zh)
CN (1) CN119452765B (zh)
TW (1) TWI871215B (zh)
WO (1) WO2024190686A1 (zh)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103130804A (zh) * 2011-11-22 2013-06-05 中国科学院化学研究所 N,N’-二烷基-14H-苯并[4,5]异喹啉并[2,1-a]萘嵌间二氮杂苯-14-酮-3,4,10,11-二酰亚胺化合物及其制备方法与应用
CN106565725A (zh) * 2016-11-10 2017-04-19 中国科学技术大学 一种纯有机室温磷光材料、其制备方法及其应用

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW201123480A (en) * 2009-12-29 2011-07-01 Auria Solar Co Ltd Solar cell structure and manufacturing method thereof
EP3751629B1 (en) 2011-02-21 2024-05-01 The Regents of the University of Michigan Organic photovoltaic cell incorporating electron conducting exciton blocking layers
EP2718978B1 (en) 2011-06-09 2018-05-16 Novaled GmbH Organic electronic device
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
US20170040550A1 (en) * 2014-04-25 2017-02-09 Nippon Kayaku Kabushiki Kaisha Material for photoelectric conversion element for use in imaging element, and photoelectric conversion element including same
WO2016156546A1 (en) 2015-03-31 2016-10-06 Sony Corporation Specific n and p active materials for organic photoelectric conversion layers in organic photodiodes
JP2018032754A (ja) * 2016-08-25 2018-03-01 ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 固体撮像素子および固体撮像装置
EP3379592B1 (en) * 2017-03-17 2023-02-22 Samsung Electronics Co., Ltd. Photoelectric conversion device including perovskite compound, method of manufacturing the same, and imaging device including the same
JP2021015963A (ja) * 2019-07-09 2021-02-12 日本化薬株式会社 光電変換素子用材料及びその用途
US20250179071A1 (en) * 2022-03-02 2025-06-05 Mitsubishi Gas Chemical Company, Inc. Compound, organic thin film, photoelectric conversion element, image sensor, optical sensor and solid-state imaging device

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103130804A (zh) * 2011-11-22 2013-06-05 中国科学院化学研究所 N,N’-二烷基-14H-苯并[4,5]异喹啉并[2,1-a]萘嵌间二氮杂苯-14-酮-3,4,10,11-二酰亚胺化合物及其制备方法与应用
CN106565725A (zh) * 2016-11-10 2017-04-19 中国科学技术大学 一种纯有机室温磷光材料、其制备方法及其应用

Also Published As

Publication number Publication date
JPWO2024190686A1 (zh) 2024-09-19
US20260006977A1 (en) 2026-01-01
JP7564514B1 (ja) 2024-10-09
CN119452765A (zh) 2025-02-14
TW202444722A (zh) 2024-11-16
WO2024190686A1 (ja) 2024-09-19
CN119452765B (zh) 2025-09-16
KR102820830B1 (ko) 2025-06-13
KR20240164588A (ko) 2024-11-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101777534B1 (ko) 광전 변환 소자, 촬상 소자, 광 센서
WO2018186389A1 (ja) 光電変換素子、光センサ、および、撮像素子
KR102232972B1 (ko) 광전 변환 소자, 광센서, 촬상 소자, 및 화합물
JP6535093B2 (ja) 光電変換素子、撮像素子、光センサ、化合物
US20250179071A1 (en) Compound, organic thin film, photoelectric conversion element, image sensor, optical sensor and solid-state imaging device
JP7367050B2 (ja) 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
JP2018195683A (ja) 固体撮像素子
TW202440576A (zh) 化合物、有機薄膜、光電轉換元件、攝影元件、光學感測器及固態攝影裝置
TWI871215B (zh) 化合物、有機薄膜、光電轉換元件、攝影元件、光學感測器及固態攝影裝置
KR102912265B1 (ko) 화합물, 유기 박막, 광전 변환 소자, 촬상 소자, 광센서 및 고체 촬상 장치
JP7765757B1 (ja) 化合物、有機薄膜、光電変換素子、撮像素子、光センサー及び固体撮像装置
TW202511262A (zh) 化合物、有機薄膜、光電轉換元件、攝影元件、光學感測器及固態攝影裝置
TW202540101A (zh) 化合物、有機薄膜、光電變換元件、攝像元件、光感測器及固體攝像裝置
TW202542154A (zh) 化合物、有機薄膜、光電轉換元件、攝影元件、光學感測器及固態攝影裝置
JP2023129220A (ja) 化合物、有機薄膜、光電変換素子、撮像素子、光センサー及び固体撮像装置
KR20260017498A (ko) 화합물, 유기 박막, 광전 변환 소자, 촬상 소자, 광센서 및 고체 촬상 장치
KR20260015150A (ko) 화합물, 유기 박막, 광전 변환 소자, 촬상 소자, 광센서 및 고체 촬상 장치
JP2023151326A (ja) 光電変換素子、撮像素子、光センサー及び固体撮像装置
CN118786126A (zh) 化合物、有机薄膜、光电转换元件、摄像元件、光传感器及固态摄像装置