專利名稱：光電轉(zhuǎn)換裝置和固態(tài)成像裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及可用于光傳感器中的固態(tài)成像裝置的光電轉(zhuǎn)換裝置和固態(tài)成像裝置。
背景技術(shù)：
常規(guī)的光傳感器通常為通過在半導(dǎo)體基板比如硅(Si)中形成光電二極管(PD)所制造的裝置，并且關(guān)于固態(tài)成像裝置，廣泛地使用平面固態(tài)成像裝置，其中將PD在半導(dǎo)體基板中二維排列，并且通過CCD或CMOS電路將與由在每個(gè)PD中通過光電轉(zhuǎn)換所產(chǎn)生的信號(hào)電荷相應(yīng)的信號(hào)讀出。使用有機(jī)化合物的光電轉(zhuǎn)換裝置的開發(fā)正在進(jìn)行中。JP-A-2007-88033 (術(shù)語"JP-A"當(dāng)用于本文時(shí)是指“未審查的已公開的日本專利申請(qǐng)”)中公開了一種有機(jī)光電轉(zhuǎn)換裝置，其具有這樣的結(jié)構(gòu)，其中多個(gè)功能層諸如通過吸收光產(chǎn)生電荷的光電轉(zhuǎn)換層和抑制來自電極的電荷注入的電荷阻擋層層壓在一起。為了制造使用有機(jī)光電轉(zhuǎn)換裝置的成像裝置，除了有機(jī)化合物層和電極成形工序以外，還必需進(jìn)行濾色器成形工序或布線粘合工序(wire bonding process) 0在這些工序中，由于成像裝置被加熱至200°C以上，在成像裝置中使用的有機(jī)光電轉(zhuǎn)換膜中需要200°C以上的耐熱性。JP-A-2006-73856提議了一種光電轉(zhuǎn)換裝置，其中公開了光電轉(zhuǎn)換層具有混合比不同的電子受體和電子給體的多個(gè)混合層。然而，所有混合層用作光電轉(zhuǎn)換層以便增加光電轉(zhuǎn)換效率，并且沒有關(guān)于耐熱性的記載。JP-A-2009-182095公開了一種構(gòu)造，其中富勒烯包含在電荷阻擋層中，而非光電轉(zhuǎn)換層中。然而，沒有關(guān)于耐熱性的記載。此外，富勒烯用于使用η型有機(jī)半導(dǎo)體的特性傳輸電子，并且在空穴阻擋層中使用以便抑制來自電極的空穴注入。至今，當(dāng)施加熱量時(shí)使用有機(jī)化合物的光電轉(zhuǎn)換裝置的靈敏度下降或其暗電流增加，使得在耐熱性方面可能要求更大的改進(jìn)。

發(fā)明內(nèi)容
已經(jīng)努力作出本發(fā)明以提供光電轉(zhuǎn)換裝置和固態(tài)成像裝置，它們可以獲得足夠的靈敏度和耐熱性，并且表現(xiàn)出高速響應(yīng)性。在有機(jī)光電轉(zhuǎn)換裝置中，為了實(shí)現(xiàn)高光電轉(zhuǎn)換效率、低暗電流性和高速響應(yīng)性，要求使用的有機(jī)光電轉(zhuǎn)換膜(光電轉(zhuǎn)換層)滿足下列要求。1.關(guān)于高效率和高速響應(yīng)，要求激子離解后信號(hào)電荷可以在沒有損失的條件下被即刻傳輸?shù)絻蓚€(gè)電極。要求俘獲載流子的位點(diǎn)數(shù)目小，遷移率高，且電荷輸送能力高。2.關(guān)于高光電轉(zhuǎn)換效率，優(yōu)選激子穩(wěn)定化能小， 并且通過外加電場(chǎng)或者由ρη-結(jié)等在內(nèi)部產(chǎn)生的電場(chǎng)，激子被迅速地解離(高的激子解離效率)。3.為了盡可能減少暗狀態(tài)下在內(nèi)部產(chǎn)生的載流子，優(yōu)選選擇具有小量雜質(zhì)(這是內(nèi)部中間能級(jí)的因素之一)的膜結(jié)構(gòu)或材料。4.在層壓多個(gè)層的情況下，需要匹配相鄰層的能級(jí)，并且如果形成能壘，則這抑制電荷輸送。出于對(duì)應(yīng)用于具有加熱工序的制造工藝(諸如濾色器的安裝、保護(hù)膜的形成和裝置的焊接)或改進(jìn)保存性的考慮，用于光電轉(zhuǎn)換裝置的材料和包含該材料的膜需要具有耐熱性。在形成有機(jī)光電轉(zhuǎn)換膜的情況下，優(yōu)選沉積法，因?yàn)楫?dāng)與沉積可行溫度相比分解溫度升高時(shí)，在沉積過程中熱分解被抑制。優(yōu)選涂覆法，因?yàn)槟ぴ诓皇苋缟纤龅姆纸庀拗频臈l件下形成并且可以實(shí)現(xiàn)低成本。然而，由于易于形成均勻的膜并且減少了雜質(zhì)混入的可能性，優(yōu)選通過沉積法形成膜。本發(fā)明人進(jìn)行了廣泛的研究并且發(fā)現(xiàn)對(duì)材料的下列選擇和組合作為能夠滿足上述要求并實(shí)現(xiàn)高光電轉(zhuǎn)換效率、低暗電流性、高速響應(yīng)性和耐熱性的手段。根據(jù)本發(fā)明人的研究，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)通過將至少一個(gè)電子阻擋層設(shè)置在電極和光電轉(zhuǎn)換層之間，并且使用所述電子阻擋層的至少一層作為包含富勒烯或富勒烯衍生物的混合層，與其中富勒烯或富勒烯衍生物不包含在電子阻擋層中的情況相比，制造了具有特別高的耐熱性的光電轉(zhuǎn)換裝置。通過將具有高熱穩(wěn)定性的富勒烯或富勒烯衍生物混合至電子阻擋層中可以增加膜的熱穩(wěn)定性。此外，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)即使作為η型有機(jī)半導(dǎo)體的富勒烯或富勒烯衍生物包含在電子阻擋層中，光電轉(zhuǎn)換裝置的特性也不會(huì)劣化。(1) 一種光電轉(zhuǎn)換裝置，其具有一對(duì)電極；光電轉(zhuǎn)換層，所述光電轉(zhuǎn)換層被夾在所述一對(duì)電極之間；和至少一個(gè)電子阻擋層，所述至少一個(gè)電子阻擋層被設(shè)置在所述一對(duì)電極中的一個(gè)電極與所述光電轉(zhuǎn)換層之間，其中所述光電轉(zhuǎn)換層包含至少一種有機(jī)材料， 且所述至少一個(gè)電子阻擋層具有包含富勒烯或富勒烯衍生物的混合層。(2) (1)所述的光電轉(zhuǎn)換裝置，其中所述電子阻擋層形成有多個(gè)層，所述多個(gè)層具有包含按體積比計(jì)為10%以下的富勒烯或富勒烯衍生物的層；和所述混合層，其包含與在包含按體積比計(jì)為10%以下的富勒烯或富勒烯衍生物的層中包含的富勒烯或富勒烯衍生物不同的材料；和富勒烯或富勒烯衍生物。(3) (2)所述的光電轉(zhuǎn)換裝置，其中包含按體積比計(jì)為10%以下的富勒烯或富勒烯衍生物的層與所述電極接觸。(4) (1)所述的光電轉(zhuǎn)換裝置，其中所述混合層中包含的富勒烯或富勒烯衍生物的含量按體積比計(jì)為30%至70%。(5) (4)所述的光電轉(zhuǎn)換裝置，其中所述混合層與所述光電轉(zhuǎn)換層接觸。(6) (1)所述的光電轉(zhuǎn)換裝置，其中所述光電轉(zhuǎn)換層是體相異質(zhì)層(bulk hetero layer)，所述體相異質(zhì)層包含混合的η型有機(jī)半導(dǎo)體材料和ρ型有機(jī)半導(dǎo)體材料。(7) (6)所述的光電轉(zhuǎn)換裝置，其中所述η型有機(jī)半導(dǎo)體材料是富勒烯或富勒烯衍生物。(8) (7)所述的光電轉(zhuǎn)換裝置，其中所述體相異質(zhì)層包含按體積比計(jì)為40%至 80%的富勒烯或富勒烯衍生物。(9)⑴所述的光電轉(zhuǎn)換裝置，其中所述電子阻擋層的厚度為20nm以上。(10)⑴所述的光電轉(zhuǎn)換裝置，其中所述電子阻擋層的電離勢(shì)(ionization potential) (Ip)為 5. 2eV 以上。(11) (1)所述的光電轉(zhuǎn)換裝置，其中混合層的厚度為5nm以上。(12)⑴所述的光電轉(zhuǎn)換裝置，其中混合層的厚度為IOnm以上。(13) (1)所述的光電轉(zhuǎn)換裝置，其中所述混合層包含玻璃化轉(zhuǎn)變溫度為200°C以上的有機(jī)化合物。(14) 一種固態(tài)成像裝置，其具有多個(gè)根據(jù)(1)-(1 中任一項(xiàng)所述的光電轉(zhuǎn)換裝置；多個(gè)濾色器，其被設(shè)置在各個(gè)所述光電轉(zhuǎn)換裝置上；和信號(hào)讀出部，所述信號(hào)讀出部讀出與所述光電轉(zhuǎn)換裝置的所述光電轉(zhuǎn)換層中產(chǎn)生的電荷相應(yīng)的信號(hào)。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案，由于可以獲得足夠的靈敏度和耐熱性，可以提供具有高速響應(yīng)性的光電轉(zhuǎn)換裝置和固態(tài)成像裝置。


圖IA和圖IB各自圖示了顯示光電轉(zhuǎn)換裝置的一個(gè)構(gòu)造實(shí)例的示意性橫截面視圖。圖2圖示了成像裝置的示意性橫截面視圖。
具體實(shí)施例方式[光電轉(zhuǎn)換裝置]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案的光電轉(zhuǎn)換裝置包括一對(duì)電極，夾在該一對(duì)電極之間的光電轉(zhuǎn)換層，和設(shè)置在該一對(duì)電極的一個(gè)電極和所述光電轉(zhuǎn)換層之間的至少一個(gè)電子阻擋層。特別地，所述光電轉(zhuǎn)換層包含至少一種有機(jī)材料，且所述至少一個(gè)電子阻擋層是包含富勒烯或富勒烯衍生物的混合層。圖1顯示了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案的光電轉(zhuǎn)換裝置的構(gòu)造實(shí)例。圖IA中所示的光電轉(zhuǎn)換裝置IOa具有下列構(gòu)造，其中以下列順序?qū)訅涸谄鹣虏侩姌O作用的導(dǎo)電膜(以下稱為下部電極)11上形成的電子阻擋層16，在電子阻擋層16上形成的光電轉(zhuǎn)換層12，和起上部電極作用的透明導(dǎo)電膜(以下稱為上部電極)15。電子阻擋層16具有這樣的構(gòu)造，其中電子阻擋層16Ab和在電子阻擋層16Ab上形成的混合層16Aa 層壓在一起。圖IB顯示另一個(gè)光電轉(zhuǎn)換裝置的另一個(gè)構(gòu)造實(shí)例。圖IB中所示的光電轉(zhuǎn)換層 IOb具有下列構(gòu)造，其中在下部電極11上以下列順序?qū)訅弘娮幼钃鯇?6Ab，混合層16Aa，光電轉(zhuǎn)換層12，空穴阻擋層16B和上部電極15。另一方面，圖IA和圖IB中的電子阻擋層，混合層，光電轉(zhuǎn)換層和空穴阻擋層的層壓順序可以根據(jù)用途或性質(zhì)而顛倒。在此構(gòu)造中，優(yōu)選光通過透明導(dǎo)電膜入射至有機(jī)光電轉(zhuǎn)換膜上。在使用所述光電轉(zhuǎn)換裝置的情況下，可以施加電場(chǎng)。在這種情況下，導(dǎo)電膜和透明導(dǎo)電膜限定一對(duì)電極，并且可以在所述一對(duì)電極之間施加例如lV/cm以上且107V/cm以下的電場(chǎng)。將描述組成根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案的光電轉(zhuǎn)換裝置的元件。(電極)電極(上部電極(透明導(dǎo)電膜)15和下部電極(導(dǎo)電膜)11)由導(dǎo)電材料組成。作為導(dǎo)電材料，例如，可以有金屬，金屬氧化物，金屬氮化物，金屬硼化物，有機(jī)導(dǎo)電化合物，和它們的混合物。作為其具體實(shí)例，可以有導(dǎo)電金屬氧化物諸如氧化錫、氧化鋅、氧化銦、氧化銦錫(ITO)、氧化銦鋅(IZO)、氧化銦鎢(IWO)和氧化鈦，金屬氮化物諸如氮化鈦(TiN)，金屬諸如金(Au)、鉬(Pt)、銀(Ag)、鉻(Cr)、鎳(Ni)、鋁(Al)，這樣的金屬和這樣的導(dǎo)電金屬氧化物的混合物或?qū)訅后w，有機(jī)導(dǎo)電化合物諸如聚苯胺，聚噻吩和聚吡咯，和這樣的有機(jī)導(dǎo)電化合物和ITO的層壓體。由于光從上部電極15入射，因此上部電極15需要對(duì)要檢測(cè)的光足夠透明。具體地，可以是導(dǎo)電金屬氧化物，例如其中摻雜銻或氟的氧化錫(ΑΤ0，F(xiàn)T0)，氧化錫，氧化鋅，氧化銦，氧化銦錫(ITO)和氧化銦鋅(IZO)；金屬薄膜，例如金，銀，鉻和鎳，這樣的金屬和這樣的導(dǎo)電金屬氧化物的混合物或?qū)訅后w；無機(jī)導(dǎo)電材料，例如碘化銅和硫化銅；有機(jī)導(dǎo)電化合物，例如聚苯胺，聚噻吩和聚吡咯，以及這樣的有機(jī)導(dǎo)電化合物和ITO的層壓體。這些材料中，鑒于高電導(dǎo)率和透明性，優(yōu)選透明的導(dǎo)電金屬氧化物。優(yōu)選透明導(dǎo)電膜直接在有機(jī)光電轉(zhuǎn)換膜上形成。由于上部電極15在光電轉(zhuǎn)換層12上形成，因此優(yōu)選通過使用不導(dǎo)致光電轉(zhuǎn)換層12性質(zhì)劣化的方法形成上部電極。根據(jù)用途，下部電極11包括其中使用能夠反射光而不賦予透明性的材料的情況，相反的其中賦予透明性的情況。例如，可以是金屬，金屬氧化物，金屬氮化物，金屬硼化物，有機(jī)導(dǎo)電化合物，和它們的混合物。作為其具體實(shí)例，可以是導(dǎo)電金屬氧化物諸如氧化錫、氧化鋅、氧化銦、氧化銦錫(ITO)、氧化銦鋅(IZO)、氧化銦鎢(IWO)和氧化鈦，金屬氮化物諸如氮化鈦(TiN)，金屬諸如金(Au)、鉬(Pt)、銀(Ag)、鉻(Cr)、鎳(Ni)、鋁(Al)，這樣的金屬和這樣的導(dǎo)電金屬氧化物的混合物或?qū)訅后w，有機(jī)導(dǎo)電化合物諸如聚苯胺，聚噻吩和聚吡咯，和這樣的有機(jī)導(dǎo)電化合物和ITO的層壓體。氮化鈦、氮化鉬、氮化鉭和氮化鎢中的任一種材料特別優(yōu)選地作為像素電極的材料。不對(duì)用于形成電極的方法進(jìn)行特別的限制，但可以考慮與電極材料的適用性而適當(dāng)?shù)剡x擇。具體地，電極可以通過下列方法形成濕法，例如印刷法和涂覆法；物理法，例如真空沉積法，濺射法和離子電鍍法，以及化學(xué)法，例如CVD法和等離子體CVD法。在電極材料為ITO的情況下，電極可以通過下列方法形成電子束法，濺射法，電阻加熱沉積法，化學(xué)反應(yīng)法(溶膠-凝膠法)，或諸如涂覆氧化銦錫的分散材料的方法。另夕卜，使用ITO制備的膜可以進(jìn)行UV-臭氧處理和等離子體處理。在電極的材料為TiN的情況下，使用包括反應(yīng)性濺射法的各種方法，并且可以進(jìn)行UV-臭氧處理和等離子體處理。優(yōu)選在無等離子體的狀態(tài)下制備上部電極15。通過在無等離子體的狀態(tài)下制備上部電極15，可以減少等離子體對(duì)基板的影響使得可以改善光電轉(zhuǎn)換的特性。本文中，無等離子體是指在上部電極15的形成中不產(chǎn)生等離子體的狀態(tài)，或其中從等離子體發(fā)生源至基板的距離為2cm以上，優(yōu)選IOcm以上，更優(yōu)選20cm以上的狀態(tài)，以及遞送至基板的等離子體的量變得很小的狀態(tài)。作為在上部電極15的形成中不產(chǎn)生等離子體的設(shè)備，例如，有電子束沉積設(shè)備 (EB沉積設(shè)備)或脈沖激光沉積設(shè)備。關(guān)于EB沉積設(shè)備或脈沖激光沉積設(shè)備，可以使用例如在Sawada Yutaka審訂的“透明導(dǎo)電膜的新發(fā)展”(New Development of Transparent Conductive Film))，(由CMC Publishing Co. Ltd.出版，1999)，Sawada Yutaka 審訂的“透明帛電月莫的II” (New Development of Transparent Conductive Film II))，(由 CMC Publishing Co. Ltd.出版，2002)，由日本學(xué)術(shù)促進(jìn)會(huì)(JSPS)撰寫的“透明導(dǎo)電膜技 ^"(Technology of Transparent Conductive Film)) (0hmsha,Ltd. , 1999) 中弓I用的參考文獻(xiàn)中公開的設(shè)備。在下文中，通過使用EB沉積設(shè)備形成透明電極膜的方法稱為EB 沉積法，而通過使用脈沖激光沉積設(shè)備形成透明電極膜的方法稱為脈沖激光沉積法。
關(guān)于實(shí)現(xiàn)其中從等離子體發(fā)生源到基板的距離為2cm以上，并且到達(dá)基板的等離子體的量變得很小的狀態(tài)的設(shè)備(下文中稱為無等離子體膜形成設(shè)備)，例如，可以考慮對(duì)置靶濺射設(shè)備(counter target sputtering apparatus)或電弧等離子體沉積法(arc plasma deposition method)。關(guān)于那些設(shè)備和方法，可以使用在Sawada Yutaka審訂的 “透明導(dǎo)電膜的新發(fā)展”(New Development of Transparent Conductive Film)),(由 CMC Publishing Co. Ltd.出版，1999)，Sawada Yutaka 審訂的“透明導(dǎo)電膜的新發(fā)展 II”(New Development of Transparent Conductive Film 11)),(由 CMC Publishing Co. Ltd.出版， 2002)，由日本學(xué)術(shù)促進(jìn)會(huì)(JSPS)撰寫的“透明導(dǎo)電膜技術(shù)”(Technology of Transparent Conductive Film)) (Ohmsha, Ltd. , 1999)及其中引用的參考文獻(xiàn)中公開的設(shè)備。在透明導(dǎo)電膜例如TCO是上部電極15的情況下，DC短路或滲漏電流可能增加。其原因之一是，引入到光電轉(zhuǎn)換層12中的細(xì)微裂縫被致密的膜如TCO所覆蓋，從而增加了與在相反側(cè)放置的第一電極膜11的傳導(dǎo)。因此，在由Al制備的具有差的膜質(zhì)量的電極的情況下，難以增加滲漏電流。通過相對(duì)于光電轉(zhuǎn)換層12的膜厚度(即，裂縫深度)控制上部電極15的膜厚度可以極大地抑制滲漏電流的增加。上部電極15的厚度優(yōu)選為光電轉(zhuǎn)換層 12的厚度的1/5以下，優(yōu)選1/10以下。通常，如果導(dǎo)電膜形成的厚度小于預(yù)定范圍，電阻值迅速增加，但是在其中插入了根據(jù)此實(shí)施方案的光電轉(zhuǎn)換裝置的固態(tài)成像裝置中，薄層電阻值可以優(yōu)選為100Ω/ □至 10000 Ω / □，使得在減小薄膜厚度時(shí)利用的膜厚度范圍的自由度很大。此外，當(dāng)上部電極 (透明導(dǎo)電膜)15的厚度減小時(shí)，吸收的光的量減少使得通常透光率增加。透光率的增加是優(yōu)選的，因?yàn)楣怆娹D(zhuǎn)換層12中光吸收增加，并且因此光電轉(zhuǎn)換性能提高?？紤]到伴隨減小薄膜厚度的滲漏電流的抑制、薄膜的電阻值的增加以及透射率的增加，上部電極15的膜厚度優(yōu)選為5nm至lOOnm，更優(yōu)選5nm至20nm。[光電轉(zhuǎn)換層]光電轉(zhuǎn)換層12是包含有機(jī)光電轉(zhuǎn)換材料的層，所述有機(jī)光電轉(zhuǎn)換材料接收光并根據(jù)其光量產(chǎn)生電荷。作為用于光電轉(zhuǎn)換層12的材料，優(yōu)選使用對(duì)可見光敏感的材料。不特別地限制光電轉(zhuǎn)換層12的材料，但當(dāng)形成具有體相異質(zhì)結(jié)構(gòu)的層時(shí)有機(jī)光電轉(zhuǎn)換裝置的性能可以更好，在所述體相異質(zhì)結(jié)構(gòu)中P型有機(jī)半導(dǎo)體材料和η型有機(jī)半導(dǎo)體材料彼此
混合在一起。ρ型有機(jī)半導(dǎo)體材料(化合物)是給體型有機(jī)半導(dǎo)體(化合物)，其表示是空穴傳輸有機(jī)化合物，和具有易于給予電子的性質(zhì)的有機(jī)化合物。更具體地，當(dāng)兩種有機(jī)材料接觸時(shí)，P型有機(jī)半導(dǎo)體材料是具有較小電離勢(shì)的有機(jī)化合物。因此，給體型有機(jī)化合物可以是任何有機(jī)化合物，只要有機(jī)化合物為給電子的有機(jī)化合物即可。例如，可以使用三芳基胺化合物，聯(lián)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，聚硅烷化合物，噻吩化合物，酞菁化合物，花青化合物，部花青化合物，氧雜菁化合物，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，稠合的芳族碳環(huán)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，茈衍生物，熒蒽衍生物)或具有含氮雜環(huán)化合物作為配體的金屬配合物。同時(shí)，給體型有機(jī)半導(dǎo)體不限于這些化合物，并且如果有機(jī)化合物是具有比上述用作η型(受體)化合物的有機(jī)化合物的電離勢(shì)更小的電離勢(shì)的有機(jī)化合物，則其可以用作給體型有機(jī)半導(dǎo)體。
η型有機(jī)半導(dǎo)體材料(化合物)是受體型有機(jī)半導(dǎo)體(化合物)，其表示是電子傳輸有機(jī)化合物，和具有易于接受電子的性質(zhì)的有機(jī)化合物。更具體地，當(dāng)兩種有機(jī)材料接觸時(shí)，η型有機(jī)半導(dǎo)體材料為具有較大電子親合勢(shì)的有機(jī)化合物。因此，受體型有機(jī)化合物可以是任何有機(jī)化合物，只要其有機(jī)化合物為接受電子的有機(jī)化合物即可。例如，可以使用稠合的芳族碳環(huán)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，茈衍生物和熒蒽衍生物)，含有氮原子、氧原子和硫原子的5-至7-元雜環(huán)化合物(例如，批啶，吡嗪，嘧啶，噠嗪，三嗪，喹啉，喹喔啉，喹唑啉，酞嗪，噌啉，異喹啉，蝶啶，吖啶，吩嗪，菲咯啉，四唑，吡唑，咪唑，噻唑，B 唑，吲唑，苯并咪唑，苯并三唑，苯并PS唑，苯并噻唑，咔唑， 嘌呤，三唑并噠嗪，三唑并嘧啶，四氮雜茚(tetrazaindene)，g二唑，咪唑并吡啶，吡咯烷 (pyrrolizine)，吡咯并吡啶和噻二唑并吡啶)，聚亞芳基化合物，芴化合物，環(huán)戊二烯化合物，甲硅烷基化合物，或含氮雜環(huán)化合物(作為配體)。另一方面，受體型有機(jī)半導(dǎo)體不限于這些化合物，并且如果有機(jī)化合物是電子親合勢(shì)大于如上所述用作給體型有機(jī)化合物的有機(jī)化合物的電子親合勢(shì)的有機(jī)化合物時(shí)，則其可以用作受體型有機(jī)半導(dǎo)體。作為光電轉(zhuǎn)換層中使用的有機(jī)著色劑，可以使用任何物質(zhì)，但優(yōu)選使用ρ型有機(jī)著色劑或η型有機(jī)著色劑。任何物質(zhì)可以用作有機(jī)著色劑，但優(yōu)選地，可以是花青著色齊IJ，苯乙烯基著色劑，半花青著色劑，部花青著色劑(包括零次甲基(zeromethine)部花青(簡(jiǎn)單部花青(simple merocyanine)))，三-核部花青著色劑，四-核部花青著色劑， 若丹菁(rhodacyanine)著色劑，絡(luò)合物花青著色劑，絡(luò)合物部花青著色劑，alIophore著色劑，氧雜菁著色劑，半氧雜菁著色劑，方酸鐺著色劑，克酮酸(croconium)著色劑，氮雜次甲基著色劑，香豆素著色劑，亞芳基著色劑，蒽醌著色劑，三苯甲烷著色劑，偶氮著色劑， 偶氮甲堿著色劑，螺環(huán)化合物，金屬茂著色劑，芴酮著色劑，俘精酸酐著色劑，茈著色劑，紫酮(perinone)著色劑，吩嗪著色劑，吩噻嗪著色劑，醌著色劑，二苯甲烷著色劑，多烯著色齊U，吖啶著色劑，吖啶酮著色劑，二苯胺著色劑，喹吖啶酮(quinacrydone)著色劑，喹酞酮 (quinophthalone)著色劑，吩P惡嗪(phenoxazine)著色劑，酞并茈(phthaloperylene)著色齊IJ，二酮吡咯并吡咯(diketopyrrolopyrrole)著色劑，二嗯烷著色劑，紫菜堿著色劑，葉綠素著色劑，酞菁著色劑，金屬絡(luò)合物著色劑，和基于稠合的芳族碳環(huán)的著色劑(萘衍生物， 蒽衍生物，菲衍生物，并四苯衍生物，芘衍生物，茈衍生物和熒蒽衍生物)。作為本發(fā)明的目的之一的彩色成像裝置，具有調(diào)節(jié)吸收波長的高自由度的次甲基著色劑，諸如花青著色劑，苯乙烯基著色劑，半花青著色劑，部花青著色劑，三-核部花青著色劑，四-核部花青著色劑，若丹菁著色劑，絡(luò)合物花青著色劑，絡(luò)合物部花青著色劑， alIophore著色劑，氧雜菁著色劑，半氧雜菁著色劑，方酸鐺著色劑，克酮酸著色劑，和氮雜次甲基著色劑，可以提供優(yōu)選的波長適用性。優(yōu)選地，ρ型有機(jī)半導(dǎo)體材料由下列的通式(1)表示通式(1)
權(quán)利要求
1.一種光電轉(zhuǎn)換裝置，其包括 一對(duì)電極；光電轉(zhuǎn)換層，所述光電轉(zhuǎn)換層被夾在所述一對(duì)電極之間；和至少一個(gè)電子阻擋層，所述至少一個(gè)電子阻擋層被設(shè)置在所述一對(duì)電極中的一個(gè)電極與所述光電轉(zhuǎn)換層之間，其中所述光電轉(zhuǎn)換層包含至少一種有機(jī)材料，并且所述至少一個(gè)電子阻擋層具有包含富勒烯或富勒烯衍生物的混合層。
2.權(quán)利要求1所述的光電轉(zhuǎn)換裝置， 其中所述電子阻擋層形成有多個(gè)層， 所述多個(gè)層包括包含按體積比計(jì)為10%以下的富勒烯或富勒烯衍生物的層，和所述混合層，其包含與在所述包含按體積比計(jì)為10%以下的富勒烯或富勒烯衍生物的層中包含的富勒烯或富勒烯衍生物不同的材料；和富勒烯或富勒烯衍生物。
3.權(quán)利要求2所述的光電轉(zhuǎn)換裝置，其中所述包含按體積比計(jì)為10%以下的富勒烯或富勒烯衍生物的層與所述電極接觸。
4.權(quán)利要求1所述的光電轉(zhuǎn)換裝置，其中所述混合層中包含的富勒烯或富勒烯衍生物的含量按體積比計(jì)為30%至70%。
5.權(quán)利要求4所述的光電轉(zhuǎn)換裝置， 其中所述混合層與所述光電轉(zhuǎn)換層接觸。
6.權(quán)利要求1所述的光電轉(zhuǎn)換裝置，其中所述光電轉(zhuǎn)換層具有體相異質(zhì)層，所述體相異質(zhì)層包含η型有機(jī)半導(dǎo)體材料和P 型有機(jī)半導(dǎo)體材料。
7.權(quán)利要求6所述的光電轉(zhuǎn)換裝置，其中所述η型有機(jī)半導(dǎo)體材料是富勒烯或富勒烯衍生物。
8.權(quán)利要求7所述的光電轉(zhuǎn)換裝置，其中所述體相異質(zhì)層包含按體積比計(jì)為40%至80%的富勒烯或富勒烯衍生物。
9.權(quán)利要求1所述的光電轉(zhuǎn)換裝置，其中所述電子阻擋層的厚度為20nm以上。
10.權(quán)利要求1所述的光電轉(zhuǎn)換裝置，其中所述電子阻擋層的電離勢(shì)(Ip)為5. 2eV以上。
11.權(quán)利要求1所述的光電轉(zhuǎn)換裝置， 其中所述混合層的厚度為5nm以上。
12.權(quán)利要求1所述的光電轉(zhuǎn)換裝置， 其中所述混合層的厚度為IOnm以上。
13.權(quán)利要求1所述的光電轉(zhuǎn)換裝置，其中所述混合層包含玻璃化轉(zhuǎn)變溫度為200°C以上的有機(jī)化合物。
14.一種固態(tài)成像裝置，其包括多個(gè)根據(jù)權(quán)利要求1-13中任一項(xiàng)所述的光電轉(zhuǎn)換裝置； 多個(gè)濾色器，其被設(shè)置在各個(gè)所述光電轉(zhuǎn)換裝置上；和信號(hào)讀出部，所述信號(hào)讀出部讀出與所述光電轉(zhuǎn)換裝置的所述光電轉(zhuǎn)換層中產(chǎn)生的電荷相應(yīng)的信號(hào)。
全文摘要
本發(fā)明提供一種光電轉(zhuǎn)換裝置和固態(tài)成像裝置。光電轉(zhuǎn)換裝置具有一對(duì)電極；夾在該一對(duì)電極之間的光電轉(zhuǎn)換層；和設(shè)置在該一對(duì)電極的一個(gè)電極和所述光電轉(zhuǎn)換層之間的至少一個(gè)電子阻擋層，其中所述光電轉(zhuǎn)換層包含至少一種有機(jī)材料，且所述至少一個(gè)電子阻擋層具有包含富勒烯或富勒烯衍生物的混合層。
文檔編號(hào)H01L51/42GK102456838SQ20111032893
公開日2012年5月16日 申請(qǐng)日期2011年10月26日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月26日
發(fā)明者鈴木秀幸 申請(qǐng)人:富士膠片株式會(huì)社