专利名称：光电转换元件和固态成像装置的制作方法
技术领域：
相关申请的引用本申请要求在2010年3月23日提交的日本专利申请JP 2010-066441的优先权，通过参考将其全部内容并入本文中。
背景技术：
本发明涉及光电转换兀件(photoelectric conversion element)和固态成像装置(solid-state imaging apparatus) 使用有机材料的光电转换元件(有机光电二极管)可以仅光电转换特定颜色(波长区域)。由于这种特性，当将所述光电转换元件用作固态成像装置中的光电转换元件时，可以获得其中层压子像素的结构，所述结构不能从已知的由子像素构成的固态成像装置获得，所述固态成像装置由晶载彩色滤光片(on-chip-color-f iIters) (OCCF)和光电转换元件的组合以二维阵列制成。因此，所述光电转换元件可以以高效率接收入射光，且因此，可以期待使用它们的固态成像装置具有较高的灵敏性。另外，所述光电转换元件具有下述优点不因为缺少去马赛克(demosaic)处理的必要性而产生假色。另一方面，在固态成像装置中使用的有机光电转换元件的结构与各种有机薄膜光伏电池的结构相同或相似(参见，例如，日本专利申请公开号2006-339424、日本专利申请公开号2007-123707、日本专利申请公开号2007-311647和日本专利申请公开号2007-088033 )，且目标是提高光电转换效率。通常，与硅半导体材料相比，有机材料具有更高的电阻以及低得多的迁移率和载流子密度。因此，使用有机材料的光电转换元件尚未实现显示与使用由已知硅半导体材料为代表的无机材料的光电转换元件相当的灵敏性和响应性的特性。引用列表专利文献专利文献I :日本专利申请公开号2006-339424专利文献2 :日本专利申请公开号2007-123707专利文献3 :日本专利申请公开号2007-311647专利文献4 :日本专利申请公开号2007-088033非专利文献非专利文献 I ,Synthesis and photochemical property of newdiethynylethene derivatives with triarylamine moieties"， The Chemical Societyof Japan, the 89th Spring Council (2009),3PB-06
发明内容
具有比娃半导体材料更高的吸收系数(吸光系数，absorbing coefficient)的有机材料是已知的(参见，例如，“Synthesis and photochemical property of newdiethynylethene derivatives with triarylamine moieties，，， The Chemical Societyof Japan, the 89th Spring Council (2009), 3PB-067)。然而，所述文章仅陈述了，将新的二乙炔基乙烯衍生物和由其合成的环化衍生物用作发光材料，且没有提及光电转换元件。在上述情况下进行了本实施方式，且期望提供使用有机材料的光电转换元件，其具有高选择性光吸收性能和高光电转换效率；和包括这种光电转换元件的固态成像装置。在一个实施方式中，光电转换材料包含具有约I. 5X IO5 (cnT1)以上吸收系数且由下式(I)表示的有机材料。
权利要求
1.一种光电转换材料，包含 具有约1.5X105 (cm-1)以上吸收系数且由下式(I)表示的有机材料，
2.根据权利要求I所述的光电转换材料，其中，所述有机材料具有约I.53X 105 (cm—1)以上的吸收系数。
3.根据权利要求I所述的光电转换材料，其中，所述有机材料由下式(2)表示，
4.根据权利要求I所述的光电转换材料，其中，所述有机材料由下式(3)表示，
5.根据权利要求I所述的光电转换材料，其中，所述有机材料是三芳基胺染料。
6.一种光电转换兀件，包括 光电转换材料层，所述光电转换材料层包含由下式(I)表不的有机材料，
7.根据权利要求6所述的光电转换元件，其中，所述有机材料具有约I.5X IO5 (cm—1)以上的吸收系数。
8.根据权利要求6所述的光电转换元件，其中，所述有机材料具有约I.53X IO5 (cm—1)以上的吸收系数。
9.根据权利要求6所述的光电转换元件，其中，所述有机材料具有吸收系数a(T)(cnT1)，且所述光电转换材料层的膜厚度(nm)满足下列关系a (T) ^ 2. 3X107/T。
10.根据权利要求6所述的光电转换元件，其中，所述有机材料具有约IXlO4(dm3 moF1 cnT1)以上的摩尔吸收系数e。
11.根据权利要求6所述的光电转换元件，其中，所述有机材料具有约3X IO4(dm3 moF1 cnT1)的摩尔吸收系数e。
12.根据权利要求6所述的光电转换元件，其中，所述有机材料由下式(2)表示，
13.根据权利要求6所述的光电转换元件，其中，所述有机材料由下式(3)表示，
14.根据权利要求6所述的光电转换元件，其中，所述有机材料是三芳基胺染料。
15.根据权利要求6所述的光电转换兀件,其中,所述光电转换材料层的光吸收谱在约550±20nm的波长处具有光吸收峰。
16.根据权利要求6所述的光电转换兀件,其中,所述光电转换材料层的光吸收谱在约400-700nm的波长范围内具有局部最大值。
17.根据权利要求6所述的光电转换元件，其中，所述光电转换材料层的厚度范围为约IX 10- 至约 5 X 10_7mo
18.根据权利要求6所述的光电转换元件，其中，所述光电转换材料层的厚度范围为约IX IO-7Hi 至约 I. 8 X 10_7mo
19.根据权利要求6所述的光电转换元件，所述光电转换元件还包括基板，并且在所述基板上形成多个所述光电转换材料层。
20.一种操作光电转换元件的方法，包括 照射光电转换材料层；以及 产生电流， 其中，所述光电转换材料层包含由下式(I)表不的有机材料，
21.根据权利要求20所述的操作光电转换元件的方法，其中，所述有机材料具有约1.5X105 (cnT1)以上的吸收系数。·
22.根据权利要求20所述的操作光电转换元件的方法，其中，所述有机材料具有约I. 53X 105 (cm—1)以上的吸收系数。
23.根据权利要求20所述的操作光电转换元件的方法，其中，所述有机材料由下式(2)表不，
24.根据权利要求20所述的操作光电转换元件的方法，其中，所述有机材料由下式(3)表不，
25.根据权利要求20所述的操作光电转换元件的方法，其中，所述有机材料是三芳基胺染料。
26.根据权利要求20所述的操作光电转换元件的方法，其中，所述光电转换材料层的光吸收谱在约550±20nm的波长处具有光吸收峰。
27.根据权利要求20所述的操作光电转换元件的方法，其中，所述光电转换材料层的光吸收谱在约400-700nm的波长范围内具有局部最大值。
28.根据权利要求20所述的操作光电转换元件的方法，其中，所述光电转换材料层具有范围从约I X 10_8m至约5X 10_7m的厚度。
29.根据权利要求20所述的操作光电转换元件的方法，其中，所述光电转换材料层具有范围从约IX 10_7m至约I. 8X 10_7m的厚度。
30.一种实施光电转换的方法，包括 照射光电转换材料以产生电响应， 其中，所述光电转换材料包含由下式(I)表示的有机材料，
31.一种光电转换装置，包括 光电转换材料层，所述光电转换材料层包含由下式(I)表不的有机材料，
32.一种固态成像装置，包括 成像区域，所述成像区域包括至少一个光电转换元件，所述光电转换元件包括光电转换材料层，所述光电转换材料层包含由下式(I)表不的有机材料，
全文摘要
本发明提供了一种光电转换材料，且所述光电转换材料包括具有约1.5×105(cm-1)以上吸收系数且由下式(1)表示的有机材料。在式(1)中，R1至R20的每一个和X1至X8的每一个为氢原子和选自由下述组成的组的取代基中的一种烷基、环烷基、烯基、炔基、芳基、芳烷基、杂芳环、杂环基团、烷氧基、环烷氧基、芳氧基、烷硫基、环烷硫基、芳硫基、烷氧基羰基、芳氧基羰基、氨磺酰基、酰基、酰氧基、酰胺基、氨基甲酰基、酰脲基、亚磺酰基、烷基磺酰基、芳基磺酰基、氨基、卤素原子、氟代烃基、氰基、羟基、巯基、甲硅烷基、亚硝基、硝基、羧酸氰化物基团、异氰化物基团、硫氰酸酯基团、异硫氰酸酯基团、醛基、硫代醛基、酮基、硫代酮基和酰肼基。
文档编号H01L51/42GK102804441SQ20118001404
公开日2012年11月28日 申请日期2011年3月14日 优先权日2010年3月23日
发明者村田昌树, 二瓶步未 申请人:索尼公司