JP2003158254A

JP2003158254A - 光導電膜および固体撮像装置

Info

Publication number: JP2003158254A
Application number: JP2001358220A
Authority: JP
Inventors: Satoshi Aihara; 聡相原; Nobuo Saito; 信雄斎藤
Original assignee: Nippon Hoso Kyokai NHK; Japan Broadcasting Corp
Current assignee: Japan Broadcasting Corp
Priority date: 2001-11-22
Filing date: 2001-11-22
Publication date: 2003-05-30

Abstract

(57)【要約】【課題】光感度の高い光導電膜およびこの光導電膜を
有する小型軽量な固体撮像装置を提供する。【解決手段】光導電膜１０は、基板１２、電極層１
４、感光層１６として第1の有機層１８および第２の有
機層２０ならびに電極層２２が設けられた２層積層型で
ある。第1の有機層１８および第２の有機層２０は、第1
の有機層１８がドナー性有機材料で形成され、第２の有
機層２０がアクセプター性有機材料で形成される。光導
電膜１０は、電極層１４、２２間に電圧を印加した状態
において、ドナー性有機材料およびアクセプター性有機
材料の接触面で光吸収を生じることにより電子正孔対を
生じ、電子がアクセプター性有機材料へ、正孔がドナー
性有機材料へそれぞれ速やかに移動する、所謂光励起電
荷分離現象を生じ、大きな光電流を発生する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光導電膜および光
導電膜を有する固体撮像装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】光導電膜は、例えば光センサ等に広く利
用され、特に、テレビカメラ等の撮像装置（固体撮像装
置）の受光素子（固体撮像素子）として好適に用いられ
ている。撮像装置の受光素子として用いられる光導電膜
の材料としては、Ｓｉ膜やａ−Ｓｅ膜等の無機材料の膜
が主に用いられている。

【０００３】これら無機材料の膜を用いた従来の光導電
膜は、光導電特性に対して急峻な波長依存性を持たな
い。このため、光導電膜を用いた撮像装置は、入射光を
赤、緑、青の三原色に分解するプリズムと、プリズムの
後段に配置される３枚の光導電膜とを備えた３板構造の
ものが主流となっている。

【０００４】しかしながら、この３板式構造の撮像装置
は、構造上、寸法および重量がともに大きくなることを
避けることができない。

【０００５】撮像装置の小型軽量化を実現するには、分
光プリズムを設ける必要がなく、受光素子が１枚である
単板構造のものが望まれ、例えば、単板受光素子に赤、
緑、青のフィルタを配置した構造の撮像装置が検討され
ている。

【０００６】ところが、上記の単板受光素子を有する撮
像装置は、空間的な分解能が低く、また、色再現性が良
好でない等の課題がある。

【０００７】上記したように、これらの撮像装置は、い
ずれも光導電膜の材料として無機材料を用いるものであ
るが、これに対して光導電膜の材料として有機材料を用
いることも検討されている。

【０００８】有機材料は、種類および特性が多様であ
り、また、加工形状の自由度が大きい等の利点を有する
ため、次世代の機能性材料として盛んに研究開発が行わ
れている。

【０００９】有機材料を用いた受光素子として、例えば
ペリレン顔料を金電極で挟んだ構造の素子について、金
電極とペリレン顔料との界面の不均一性に起因する電流
注入により光電流量子効率が１０，０００に増倍するこ
とが報告されている（アプライドフィジックスレター
第６４巻、１８７頁、１９９４年）。

【００１０】一方、上記の電流注入現象を用いない受光
素子（以下、電流阻止タイプの受光素子という。）につ
いても検討されており、この場合、構造上、応答速度が
速いという利点がある。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た有機材料を光導電膜に用いた従来の受光素子のうち、
前者の電流注入タイプの受光素子は、増倍現象を発現す
るのに数十秒〜数分の応答時間を要するため、高速の光
センサ、特に撮像素子には不向きである。また、応答時
間を犠牲にすると、十分な増倍現象を発現することがで
きず、充分な光感度（感度）を得ることができない。

【００１２】また、後者の電流阻止タイプの受光素子
は、電極からの電荷注入が不足し、また、一定の確率で
膜内で生じた電子正孔対が分離することなく再結合して
しまうため、光照射によって生じた電子または正孔が電
流生成に寄与せず、このため光感度が低いという欠点が
ある。

【００１３】本発明は、上記の課題に鑑みてなされたも
のであり、光感度の高い光導電膜を提供することを第１
の目的とする。

【００１４】また、本発明は、光感度の高い光導電膜を
有し、小型軽量な固体撮像装置を提供することを第２の
目的とする。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明に係る光導電膜
は、１対の電極層間にドナー性有機材料の層およびアク
セプター性有機材料の層の積層構造からなる感光層を有
することを特徴とする。

【００１６】積層構造は、ドナー性有機材料の層および
アクセプター性有機材料の層を各１層積層した２層構造
であってもよく、この場合、第1の有機層および第２の
有機層の積層順は問わない。また、積層構造は、この第
1の有機層および第２の有機層からなる２層構造を１組
とし、これを複数組積層した多層構造であってもよい。

【００１７】これにより、膜内で光誘起電荷分離が促進
されて感度が高く、特に固体撮像装置用に好適な光導電
膜を得ることができる。

【００１８】また、本発明に係る光導電膜は、１対の電
極層間にドナー性有機材料およびアクセプター性有機材
料の分散構造からなる感光層を有するものであってもよ
い。このとき、ドナー性有機材料およびアクセプター性
有機材料の分散均一性は高ければ高いほど好ましい。

【００１９】また、本発明に係る光導電膜において、前
記ドナー性有機材料およびアクセプター性有機材料のう
ちの少なくともいずれか一方に有機色素をさらに添加し
てなると、特定波長の光のみを吸収して光電流の発生す
る波長域が制御された、言い換えれば波長選択性を有す
る光導電膜を得ることができる。

【００２０】また、本発明に係る固体撮像装置は、上記
の光導電膜を有することを特徴とする。

【００２１】これにより、上記本発明の光導電膜の効果
を奏するとともに、特に分光プリズムを設ける必要のな
い固体撮像素子を得ることができ、固体撮像素子を備え
た固体撮像装置の小型軽量化を図ることができる。

【００２２】また、本発明に係る固体撮像装置は、上記
の光導電膜を複数有し、各光導電膜の前記ドナー性有機
材料および前記アクセプター性有機材料のうちの少なく
ともいずれか一方に光導電膜ごとに異なる吸収波長を持
つ異なる種類の有機色素をさらに添加してなり、各光導
電膜が一体化された単板構造を有することを特徴とす
る。

【００２３】これにより、光導電膜が単板構造であり、
また、分光プリズムを設ける必要のない固体撮像素子を
得ることができ、固体撮像素子を備えたフルカラーの固
体撮像装置の小型軽量化を図ることができる。

【００２４】この場合、複数の光導電膜を並列に配列し
た状態で一体化してもよく、また、複数の光導電膜を積
重ねて配列した状態で一体化してもよい。このとき、複
数の光導電膜の配列順は問わない。

【００２５】

【発明の実施の形態】本発明に係る光導電膜および固体
撮像装置の好適な実施の形態（以下、本実施の形態例と
いう。）について、図を参照して、以下に説明する。

【００２６】まず、本実施の形態の第１の例に係る光導
電膜について、図１を参照して説明する。

【００２７】本実施の形態の第１の例に係る光導電膜１
０は、図１に示すように、基板１２の上に電極層１４が
設けられ、電極層１４の上に感光層１６として第1の有
機層１８および第２の有機層２０が積層され、さらに第
２の有機層２０の上に電極層２２が設けられた２層積層
型の光導電膜である。

【００２８】基板１２は、基板１２の側から光を照射し
て用いるときは、透明性の高い材料を用いることが好ま
しく、このような材料としては、例えば、ガラス、ポリ
エチレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリエーテル
サルフォン、ポリプロピレン等を挙げることができる。
一方、基板１２の側から光を照射しないときは、基板１
２が透明性を有する必要はないため、基板１２の材料と
して、上記のガラス等の材料のほかに、例えば、Ｓｉ、
Ｇｅ、ＧａＡｓ等を用いることができる。

【００２９】第1の有機層１８および第２の有機層２０
は、例えば第1の有機層１８がドナー性有機材料で形成
され、第２の有機層２０がアクセプター性有機材料で形
成される。但し、第1の有機層１８をアクセプター性有
機材料で形成し、第２の有機層２０をドナー性有機材料
で形成してもよい。

【００３０】ドナー性有機材料とは、主に正孔輸送性有
機材料に代表され、電子を供与しやすい性質がある有機
材料をいう。さらに詳しくは２つの有機材料を接触させ
て用いたときにイオン化ポテンシャルの小さい方の有機
材料をいう。したがって、ドナー性有機材料は、電子供
与性のある有機材料であればいずれの有機材料も使用可
能であり、例えば、トリフェニルアミン類、ベンジジン
類、ピラゾリン類、スチリルアミン類、ヒドラゾン類、
トリフェニルメタン類、カルバゾール類、ポリシラン
類、チオフェン類、フタロシアニン類、ポリアミン類等
を用いることができる。なお、これに限らず、上記した
ように、アクセプター性有機材料として用いた有機材料
よりもイオン化ポテンシャルの小さい有機材料であれば
ドナー性有機材料として用いてよい。

【００３１】アクセプター性有機材料とは、主に電子輸
送性有機材料に代表され、電子を受容しやすい性質があ
る有機材料をいう。さらに詳しくは２つの有機材料を接
触させて用いたときに電子親和力の大きい方の有機材料
をいう。したがって、アクセプター性有機材料は、電子
受容性のある有機材料であればいずれの有機材料も使用
可能であり、例えば、ペリレン誘導体、オキサジアゾー
ル誘導体、トリアゾール誘導体、トリアジン類、キノキ
サリン類、フェナンスロリン類、フラーレン類、アルミ
ニウムキノリン類等を用いることができる。なお、これ
に限らず、上記したように、ドナー性有機材料として用
いた有機材料よりも電子親和力の大きな有機材料であれ
ばアクセプター性有機材料として用いてよい。

【００３２】上記第1の有機層および第２の有機層の厚
みは、いずれも、好ましくは５ｎｍ〜１０μｍであり、
より好ましくは１０ｎｍ〜５μｍである。厚みが大きす
ぎると、光電流を得るために高電圧を印加する必要があ
るとともに層表面にひびを生じるおそれもあり、一方、
厚みが小さすぎると、電極層１４、２２間の短絡を生じ
るおそれがある。

【００３３】電極層１４、２２は、電極層１４、２２の
側から光を照射するときは、透明性の高い材料を用いて
形成することが好ましく、このような材料としては、例
えば、インジウムスズ酸化物、インジウム酸化物、酸化
スズ等を挙げることができる。一方、電極層１４、２２
の側から光を照射しないときは、電極層１４、２２が透
明性を有する必要はないため、上記インジウムスズ酸化
物等の材料のほかに、例えば、アルミニウム、バナジウ
ム、金、銀、白金、鉄、コバルト、炭素、ニッケル、タ
ングステン、パラジウム、マグネシウム、カルシウム、
スズ、鉛、チタン、イットリウム、リチウム、ルテニウ
ム、マンガン等の金属およびそれらの合金を電極層１
４、２２の材料として用いることができる。

【００３４】電極層１４、２２の厚みは、光の透過性を
確保する場合は２０〜１００ｎｍ程度の厚みの半透明性
を有するものが好ましく、また、光の透過性を確保する
必要がない場合は、１００〜２００ｎｍ程度の厚みがよ
い。

【００３５】ここで、上記のように構成した本実施の形
態の第１の例に係る光導電膜１０の製造方法について説
明する。

【００３６】基板１２は、一般的な方法により形成した
ものを適宜用いることができる。

【００３７】感光層１６を構成する第１の有機膜１８お
よび第２の有機膜２０は、いずれも以下の成膜方法によ
って形成する。

【００３８】成膜方法として、スピンコート法、バーコ
ート法、キャスト法、ディップ法等の湿式法を用いるこ
とができ、また、真空蒸着法、多元有機分子線蒸着法、
レーザアブレーション法、スパッタ法等の乾式法を用い
ることもできる。

【００３９】湿式法の場合、有機材料として高分子材料
を用いると、低分子材料を用いるときに比べて付着性等
の成膜性に優れる点でより好適である。

【００４０】また、湿式法の場合、溶媒は、有機材料が
可溶な適宜の有機溶剤を用いることができる。このよう
な有機溶剤としては、テトラヒドロフラン、トルエン、
酢酸ブチル、モノクロロベンゼン、ジクロロメタン、ク
ロロホルム、ヘキサン、シクロヘキサン、酢酸２−エト
キシエチル、酢酸エチルカルビトール、酢酸プロピレン
グリコールモノメチルエーテル、Ｎ−メチル−２−ピロ
ドリン、酢酸エチル、プロピレングリコールモノメチル
エーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、
メタノール、エタノール、プロパノール、ジオキサン等
を挙げることができる。但し、ドナー性有機材料および
アクセプター成有機材料の双方に可溶な溶剤は、第１の
有機層１８に第２の有機層２０を積層するときに既に成
膜した第１の有機層１８を再溶解してしまうおそれがあ
るため、望ましくない。

【００４１】乾式法の場合、蒸着速度は、好ましくは毎
秒０．０５〜５ｎｍ程度であり、より好ましくは毎秒
０．１〜０．５ｎｍ程度である。

【００４２】上記のように構成した本実施の形態の第１
の例に係る光導電膜１０は、電極層１４、２２間に電圧
を印加した状態において、第１の有機層１８と第２の有
機層２０との接合面、言い換えれば、ドナー性有機材料
およびアクセプター性有機材料の接触面で光吸収を生じ
ることにより電子正孔対を生じ、電子がアクセプター性
有機材料へ、正孔がドナー性有機材料へそれぞれ速やか
に移動する、所謂光励起電荷分離現象を生じる。そし
て、この光励起電荷分離現象により、大きな光電流、言
い換えれば高い光感度を得ることができる。

【００４３】この場合、第１の有機層１８および第２の
有機層２０に用いる材料として、単色光のみを吸収する
有機材料を選択することで、固体撮像素子にこの導電膜
を用いたときに単色画像を得ることができる。一方、第
１の有機層１８または第２の有機層２０に用いる有機材
料が透明である場合においても、第１の有機層１８およ
び第２の有機層２０のうちのいずれか１方または両方に
有機色素を添加することで、光電流の発生する波長域を
制御することができる。

【００４４】ここで、本実施の形態の第１の例に係る光
導電膜１０の変形例について説明する。

【００４５】変形例の光導電膜は、本実施の形態の第１
の例に係る光導電膜１０の感光層１６を構成する第１の
有機層１８および第２の有機層２０のそれぞれに有機色
素をさらに添加したものである。この場合、第１の有機
層１８および第２の有機層２０のいずれか１方にのみ有
機色素を添加してもよい。

【００４６】有機色素は、可視域に光吸収のあるもので
あればよく、例えば、アクリジン系色素、クマリン系色
素、シアニン系色素、スクエアリリウム、オキサジン系
色素、キサンテン系色素等を用いることができる。有機
色素の添加量は、光導電膜を構成する有機材料１００質
量部に対して０．１〜５０質量部程度が好ましい。

【００４７】有機色素を添加した有機材料を湿式法で成
膜する場合、有機材料として高分子材料を用いると、低
分子材料を用いるときに比べて有機色素が均一に分散保
持された膜を得ることができるため、より好ましい。

【００４８】上記変形例の光導電膜は、添加した有機色
素の光吸収波長域で光電流を発生し、固体撮像素子に光
導電膜を用いた場合において、単色画像を得ることがで
きる。

【００４９】この場合、異なる光吸収波長域を有する有
機色素を適宜選択することにより、所望の単色を得るこ
とができる。

【００５０】つぎに、本実施の形態の第２の例に係る光
導電膜について、図２を参照して説明する。

【００５１】本実施の形態の第２の例に係る光導電膜２
４は、図２に示すように、基本的な構成は本実施の形態
の第１の例に係る光導電膜１０と同様であるが、感光層
２６として第1の有機層１８および第２の有機層２０が
繰り返し多層に積層された多層積層型である点が本実施
の形態の第１の例に係る光導電膜１０と相違する。光導
電膜２４において光導電膜１０と同一の構成要素につい
ては光電膜１０と同一の参照符号を付すとともに重複す
る説明を省略する。

【００５２】光導電膜２４は、各層１８、２０の厚みが
それぞれ０．５〜５ｎｍ程度である。また、光導電膜２
４は、第1の有機層１８および第２の有機層２０を１対
としたときの各対の積層回数が、好ましくは２〜１００
回程度であり、より好ましくは５〜５０回程度である。

【００５３】本実施の形態の第２の例に係る光導電膜２
４は、発生した電荷が各層１８、２０間をトンネル現象
によって容易に移動することができる厚みに各層１８、
２０が形成されているため、速い応答速度を得ることが
できる。

【００５４】つぎに、本実施の形態の第３の例に係る光
導電膜について、図３を参照して説明する。

【００５５】本実施の形態の第３の例に係る光導電膜２
８は、図３に示すように、基本的な構成は本実施の形態
の第１の例に係る光導電膜１０と同様であるが、感光層
３０がドナー性有機材料およびアクセプター成有機材料
を１層中に分散して形成した分散型である。光導電膜２
８において光導電膜１０と同一の構成要素については光
導電膜１０と同一の参照符号を付すとともに重複する説
明を省略する。

【００５６】光導電膜２８は、基本的に光導電膜１０と
同様の成膜方法により形成することができる。但し、湿
式法の場合、ドナー性有機材料およびアクセプター性有
機材料の両方が可溶な有機溶媒を常に入手できるとは限
らないため、そのようなときには、ドナー性有機材料お
よびアクセプター性有機材料のそれぞれを別々の溶剤に
溶解した２液を混合して成膜する。また、乾式法の場
合、ドナー性有機材料およびアクセプター性有機材料は
それぞれ別々の蒸着源やターゲットを用いる。このよう
な多元蒸着法や多元ターゲット法を用いることにより、
後述する感光層３０のドナー性有機材料およびアクセプ
ター性有機材料の配合比率を精密に制御することができ
る。

【００５７】感光層３０のドナー性有機材料およびアク
セプター性有機材料の配合比率は、質量比で０．１：９
９．９〜９９．９〜０．１の範囲内において適宜設定す
ることができる。

【００５８】なお、本実施の形態の第３の例に係る光導
電膜２８においても有機色素を添加した構成とすること
ができることは勿論である。

【００５９】本実施の形態の第３の例に係る光導電膜２
８は、本実施の形態の第１の例に係る光導電膜１０と同
様の効果を得ることができる。

【００６０】つぎに、本実施の形態の第４の例に係る光
導電膜構造およびこの光導電膜構造を有する固体撮像装
置について、図４を参照して説明する。

【００６１】本実施の形態の第４の例に係る光導電膜構
造３２は、光導電膜の基本的な構成は本実施の形態の第
３の例に係る光導電膜２８と同様であるが、基板１２の
上に、３つの光導電膜３４、３６、３８が、光入射方向
に対して並列に配列され、一体化された構造である点
で、光導電膜２８と相違する。なお、電極層１４、２２
は透明材料または半透明材料で形成されている。

【００６２】光導電膜構造３２は、第１の光導電膜３４
が本実施の形態の第３の例に係る光導電膜２８と同様の
分散構造の感光層に例えば赤色系の有機色素としてフタ
ロシアニン系色素が添加された感光層４０を、第２の光
導電膜３６が分散構造の感光層に例えば緑色系の有機色
素としてローダミン系色素が添加された感光層４２を、
第３の光導電膜３８が分散構造の感光層に例えば青色系
の有機色素としてクマリン系色素が添加された感光層４
４を、それぞれ有する。

【００６３】第１の光導電膜３４は、赤色領域の波長の
光を吸収する赤色吸収層であり、第２の光導電膜３６
は、緑色領域の波長の光を吸収する緑色吸収層であり、
第３の光導電膜３８は、青色領域の波長の光を吸収する
青色吸収層である。なお、第１〜第３の光導電膜３４、
３６、３８の配列順は特に限定するものではない。

【００６４】上記の光導電膜構造３２を有する固体撮像
装置の固体撮像素子は、図示しない走査回路部の上に光
導電膜構造３２が設けられる。

【００６５】走査回路部は、半導体基板上にＭＯＳトラ
ンジスタが各画素単位に形成された構成や、あるいは、
撮像素子としてＣＣＤを有する構成を適宜採用すること
ができる。

【００６６】例えばＭＯＳトランジスタを用いた固体撮
像素子の場合、電極を透過した入射光によって光導電膜
の中に電荷が発生し、電極に電圧を印加することにより
電極と電極との間に生じる電界によって電荷が光導電膜
の中を電極まで走行し、さらにＭＯＳトランジスタの電
荷蓄積部まで移動し、電荷蓄積部に電荷が蓄積される。
電荷蓄積部に蓄積された電荷は、ＭＯＳトランジスタの
スイッチングにより電荷読出し部に移動し、さらに電気
信号として出力される（図示せず。）。これにより、フ
ルカラーの画像信号が、図示しない信号処理部を含む固
体撮像装置に入力される。

【００６７】本実施の形態の第４の例に係る固体撮像装
置は、光導電膜が単板構造であり、また、分光プリズム
を設ける必要がないため、光導電膜を備えた固体撮像装
置は、小型軽量な装置でフルカラー画像を得ることがで
きる。

【００６８】ここで、本実施の形態の第４の例に係る光
導電膜構造３２および固体撮像装置の変形例について、
図５を参照して説明する。

【００６９】変形例の固体撮像装置は、基本的な構成は
本実施の形態の第４の例の固体撮像装置と同様である
が、光導電膜構造４６を構成する３つの光導電膜３４、
３６、３８が、絶縁層５０を介して光入射方向に対して
垂直に基板１２の上に配列され、一体化された構造であ
る点で、本実施の形態の第４の例に係る固体撮像装置と
相違する。ここで、絶縁層５０は、ガラス、ポリエチレ
ン、ポリエチレンテレフタレート、ポリエーテルサルフ
ォン、ポリプロピレン等の透明材料を用いて形成する。
なお、少なくとも各電極層１４、２２は透明材料あるい
は半透明材料で形成されている。また、光導電膜３４、
３６、３８の配列順は、特に限定するものではない。

【００７０】変形例の固体撮像装置は、本実施の形態の
第４の例に係る固体撮像装置と同様の効果を得ることが
できる。

【００７１】なお、本実施の形態の第４の例の固体撮像
装置およびその変形例において、光導電膜３４、３６、
３８は、そのうちのいずれか１つまたは２つ、あるいは
全てを分散構造のものに代えて、積層構造のものを用い
てもよい。

【００７２】

【実施例】光導電膜について、実施例を挙げて、本発明
をさらに説明する。なお、本発明は、以下に説明する実
施例に限定されるものではない。

【００７３】実施例の光導電膜は、本実施の形態の第１
の例に係る光導電膜１０と同一の積層構造である。

【００７４】実施例の光導電膜は、第１の有機層のドナ
ー性有機材料としてポリメチルフェニルシラン（以下、
ＰＭＰＳと表記する。）を用い、第２の有機層のアクセ
プター性有機材料として８−ヒドロキシキノリンアルミ
ニウム錯体（以下、Ａｌｑ３と表記する。）を用いた。

【００７５】第１の有機層を形成するに際し、可視域吸
収用有機色素として、クマリン６をＰＭＰＳ１００質量
部に対して５．０質量部添加し、クロロホルムに溶解し
て、ＰＭＰＳおよびクマリン６のクロロホルム溶解混合
液を調整した。このクロロホルム溶解混合液を、スピン
コート法により、３５ｍｍ×２５ｍｍのインジウムスズ
酸化物（ＩＴＯ）電極付き石英ガラス基板上に塗布し
て、厚みが１．０μｍの第１の有機層を形成した。

【００７６】この第１の有機層の上に、真空蒸着法によ
りＡｌｑ３を堆積させ、第２の有機層を形成した。この
とき、１５０ｍｇのＡｌｑ３の粉末をクヌーセンセルに
充填し、４×１０^−５Ｐａ（３．０×１０^−７Ｔｏｒ
ｒ）程度の蒸着圧力で蒸着速度が毎秒１．０〜２．０Å
になるようにクヌーセンセルの温度を調節して蒸着する
ことにより、厚みが２００ｎｍの第２の有機層を得た。

【００７７】さらに、第２の有機層の上に厚みが１００
ｎｍのアルミニウム電極層を形成して、実施例の光導電
膜を得た。

【００７８】一方、参考例として、実施例の光導電膜の
第１の有機層に代えてポリカーボネートの層を形成した
以外は実施例と同様に形成して光導電膜を得た。

【００７９】実施例および参考例の光導電膜に光を照射
したときの電極間の印加電圧と光電流である信号電流と
の関係、すなわち電圧ー電流特性を図７に示す。

【００８０】ここで、実施例および参考例の双方に共通
の測定条件として、下層のインジウムスズ酸化物電極に
正電圧を印加し、石英ガラス基板側から波長４６０ｎｍ
（５０μＷ／ｃｍ^２）の光を照射した。

【００８１】図７より明らかなように、実施例の光導電
膜は、参考例の光導電膜に比べ１０倍程度の大きい信号
電流が得られた。これは、本発明の基本原理である光誘
起分離現象がＰＭＰＳとＡｌｑ３との界面で生じたこと
によるものと考えられる。また、図示しないが、光電流
／暗電流比についても、実施例の光導電膜は、参考例の
光導電膜に比べ１０倍程度の大きい値が得られた。さら
にまた、図示しないが、照射した光の波長４６０ｎｍ付
近にはＰＭＰＳおよびＡｌｑ３に光吸収が生じないこと
がわかっているため、クマリン６が吸収した波長４６０
ｎｍの光により発生した電荷が光電流に寄与しているこ
とがわかった。

【００８２】

【発明の効果】本発明に係る光導電膜によれば、１対の
電極層間に感光層を有し、感光層はドナー性有機材料の
層およびアクセプター性有機材料の層の積層構造または
分散構造であるため、感度が高く、特に固体撮像装置用
に好適な光導電膜を得ることができる。

【００８３】また、本発明に係る光導電膜によれば、有
機色素をさらに添加するため、特定波長の光のみを吸収
して光電流の発生する波長域が制御された、言い換えれ
ば波長選択性を有する光導電膜を得ることができる。

【００８４】また、本発明に係る固体撮像装置によれ
ば、上記の光導電膜を有するため、上記本発明の光導電
膜の効果を奏するとともに、特に分光プリズムを設ける
必要のない固体撮像素子を得ることができ、固体撮像素
子を備えた固体撮像装置の小型軽量化を図ることができ
る。

【００８５】また、本発明に係る固体撮像装置によれ
ば、上記の光導電膜を複数有し、各光導電膜に異なる吸
収波長を持つ異なる種類の有機色素をさらに添加し、各
光導電膜が一体化された単板構造を有するため、フルカ
ラーの固体撮像装置の小型軽量化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施の形態の第１の例に係る光導電膜の概略
構成を示す図である。

【図２】本実施の形態の第２の例に係る光導電膜の概略
構成を示す図である。

【図３】本実施の形態の第３の例に係る光導電膜の概略
構成を示す図である。

【図４】本実施の形態の第４の例に係る固体撮像装置の
光導電膜構造の概略構成を示す図である。

【図５】本実施の形態の第４の例に係る固体撮像装置の
変形例を示す図である。

【図６】実施例と参考例の光導電膜の電圧ー電流特性を
示すグラフ図である。

【符号の説明】

１０、２４、２８、３４、３６、３８光導電膜１２基板１４、２２電極層１６、２６、３０感光層１８第1の有機層２０第２の有機層３２光導電膜構造５０絶縁層

フロントページの続きＦターム(参考） 4M118 AA01 AB01 BA05 CA03 CA15 CA19 CB05 FB09 FB25 5F088 AB12 AB13 BB03 CB05

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】１対の電極層間にドナー性有機材料の層
およびアクセプター性有機材料の層の積層構造からなる
感光層を有することを特徴とする光導電膜。
【請求項２】１対の電極層間にドナー性有機材料およ
びアクセプター性有機材料の分散構造からなる感光層を
有することを特徴とする光導電膜。
【請求項３】前記ドナー性有機材料およびアクセプタ
ー性有機材料のうちの少なくともいずれか一方に有機色
素をさらに添加してなることを特徴とする請求項１また
は２に記載の光導電膜。
【請求項４】請求項１〜３のいずれか１項に記載の光
導電膜を有することを特徴とする固体撮像装置。
【請求項５】請求項１または２記載の光導電膜を複数
有し、各光導電膜の前記ドナー性有機材料および前記アクセプ
ター性有機材料のうちの少なくともいずれか一方に光導
電膜ごとに異なる吸収波長を持つ異なる種類の有機色素
をさらに添加してなり、各光導電膜が一体化された単板構造を有することを特徴
とする固体撮像装置。