[go: up one dir, main page]

JP2009252903A - Photoelectric conversion element, its manufacturing method, and imaging element - Google Patents

Photoelectric conversion element, its manufacturing method, and imaging element Download PDF

Info

Publication number
JP2009252903A
JP2009252903A JP2008097426A JP2008097426A JP2009252903A JP 2009252903 A JP2009252903 A JP 2009252903A JP 2008097426 A JP2008097426 A JP 2008097426A JP 2008097426 A JP2008097426 A JP 2008097426A JP 2009252903 A JP2009252903 A JP 2009252903A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
photoelectric conversion
blocking layer
conversion element
layer
electrodes
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Pending
Application number
JP2008097426A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hideyuki Suzuki
秀幸 鈴木
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujifilm Corp
Original Assignee
Fujifilm Corp
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 Fujifilm Corp filed Critical Fujifilm Corp
Priority to JP2008097426A priority Critical patent/JP2009252903A/en
Publication of JP2009252903A publication Critical patent/JP2009252903A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Electroluminescent Light Sources (AREA)
  • Light Receiving Elements (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a photoelectric conversion element and a solid-state imaging element with a low dark current and a high photoelectric conversion efficiency, which can be responded at high speed. <P>SOLUTION: There are provided: a pair of electrodes 101, 104; a photoelectric conversion layer 102 arranged between the pair of electrodes 101, 104; and electric charge blocking layers 105, 103 provided between at least one of the pair of electrodes 101, 104 and the photoelectric conversion layer 102, wherein the electric charge blocking layers 105, 103 contain a hydrogenation inorganic oxide. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、一対の電極間に設けられ、電界を印加することで電子キャリア及び正孔キャリアを生成する光電変更層を有する光電変換素子及びその光電変換素子を備えた撮像素子に関する。   The present invention relates to a photoelectric conversion element provided between a pair of electrodes and having a photoelectric change layer that generates an electron carrier and a hole carrier by applying an electric field, and an imaging element including the photoelectric conversion element.

現在、デジタルカメラ等の撮像装置に搭載された光センサなどの撮像素子には、光電変換素子が用いられている。光電変換素子は、電界を印加することで電荷を生成する光電変換層を有しており、例えば光電変換層が一対の電極間に配置された構成を有している。この構成では、一対の電極間に電界を印加することで、光電変換層に生じた電子キャリア及び正孔キャリアによって電荷を生成し、この電荷を信号として読み出している。このように、光電変換素子では、光電変換効率を最大限に引き出し、光電変換効率を向上させるためや応答速度向上のために外部から電圧を印加することが多い。   Currently, a photoelectric conversion element is used as an imaging element such as an optical sensor mounted on an imaging apparatus such as a digital camera. The photoelectric conversion element has a photoelectric conversion layer that generates an electric charge by applying an electric field. For example, the photoelectric conversion layer has a configuration in which the photoelectric conversion layer is disposed between a pair of electrodes. In this configuration, by applying an electric field between the pair of electrodes, charges are generated by electron carriers and hole carriers generated in the photoelectric conversion layer, and the charges are read as signals. As described above, in the photoelectric conversion element, a voltage is often applied from the outside in order to maximize the photoelectric conversion efficiency and improve the photoelectric conversion efficiency and the response speed.

光電変換層が有機光電変換膜で構成されている場合には、暗電流を増大させることなく光電変換率を向上させるために、電極と有機光電変換膜との間に電荷ブロッキング層を設けることが有効である。例えば、下記特許文献1では、電荷ブロッキング層として酸化珪素を用いた構成を有する画像読み取り素子が記載されている。   When the photoelectric conversion layer is composed of an organic photoelectric conversion film, a charge blocking layer may be provided between the electrode and the organic photoelectric conversion film in order to improve the photoelectric conversion rate without increasing the dark current. It is valid. For example, Patent Document 1 below describes an image reading element having a configuration using silicon oxide as a charge blocking layer.

特開平5−129576号公報JP-A-5-129576 特開2007−273945号公報JP 2007-273945 A

ところで、上記特許文献1では、暗電流を抑えるために、酸化珪素を正孔ブロッキング層として用いていたが、このような構成を光電変換素子した場合には、光電流の立ち上がり及び立ち下がりに数msの時間がかかる。このため、酸化珪素を正孔ブロッキング層として用いた撮像素子では、高速応答を十分に行うことができなかった。   By the way, in the said patent document 1, in order to suppress a dark current, although silicon oxide was used as a positive hole blocking layer, when such a structure is used as a photoelectric conversion element, several rises and falls of a photocurrent are mentioned. It takes ms time. For this reason, in an imaging device using silicon oxide as a hole blocking layer, high-speed response could not be sufficiently performed.

本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、その目的は、暗電流の増大を抑えるとともに、高速応答が可能な光電変換素子、光電変換素子の製造方法、及び、撮像素子を提供することにある。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide a photoelectric conversion element capable of suppressing a dark current increase and capable of high-speed response, a method for manufacturing the photoelectric conversion element, and an imaging element. It is in.

本発明の上記目的は、下記構成によって達成される。
(1)一対の電極と、
前記一対の電極の間に配置された光電変換層と、
前記一対の電極のうち少なくとも一方と前記光電変換層との間に設けられた電荷ブロッキング層とを備え、
前記電荷ブロッキング層が、水素化無機酸化物を含むことを特徴とする光電変換素子。
(2)前記光電変換層と前記水素化無機酸化物の間に有機電荷輸送層が設けられている上記(1)に記載の光電変換素子。
(3)前記水素化無機酸化物が気相成長法で形成されている上記(1)又は(2)に記載の光電変換素子。
(4)前記水素化無機酸化物が水素化酸化珪素又は水素化酸化チタンである上記(1)から(3)のいずれか1つに記載の光電変換素子。
(5)上記(1)から(4)のいずれか1つに記載の光電変換素子を備えた撮像素子。
(6)一対の電極と、
前記一対の電極の間に配置された光電変換層と、
前記一対の電極のうち少なくとも一方と前記光電変換層との間に電荷ブロッキング層とを備えた光電変換素子の製造方法であって、
前記電荷ブロッキング層が、無機酸化物を加熱蒸着しながらクラッキングされた水素を供給することで形成される光電変換素子の製造方法。
(7)一対の電極と、
前記一対の電極の間に配置された光電変換層と、
前記一対の電極のうち少なくとも一方と前記光電変換層との間に電荷ブロッキング層とを備えた光電変換素子の製造方法であって、
前記電荷ブロッキング層が、無機酸化物をアルゴン(Ar)及び水素(H2)の混合ガスを用いてスパッタすることで形成される光電変換素子の製造方法。
The above object of the present invention is achieved by the following configurations.
(1) a pair of electrodes;
A photoelectric conversion layer disposed between the pair of electrodes;
A charge blocking layer provided between at least one of the pair of electrodes and the photoelectric conversion layer;
The photoelectric conversion element, wherein the charge blocking layer contains a hydrogenated inorganic oxide.
(2) The photoelectric conversion element according to (1), wherein an organic charge transport layer is provided between the photoelectric conversion layer and the hydrogenated inorganic oxide.
(3) The photoelectric conversion element according to the above (1) or (2), wherein the hydrogenated inorganic oxide is formed by a vapor phase growth method.
(4) The photoelectric conversion element according to any one of (1) to (3), wherein the hydrogenated inorganic oxide is hydrogenated silicon oxide or hydrogenated titanium oxide.
(5) An imaging device comprising the photoelectric conversion device according to any one of (1) to (4) above.
(6) a pair of electrodes;
A photoelectric conversion layer disposed between the pair of electrodes;
A method for producing a photoelectric conversion element comprising a charge blocking layer between at least one of the pair of electrodes and the photoelectric conversion layer,
A method for producing a photoelectric conversion element, wherein the charge blocking layer is formed by supplying cracked hydrogen while heating and depositing an inorganic oxide.
(7) a pair of electrodes;
A photoelectric conversion layer disposed between the pair of electrodes;
A method for producing a photoelectric conversion element comprising a charge blocking layer between at least one of the pair of electrodes and the photoelectric conversion layer,
A method for producing a photoelectric conversion element, wherein the charge blocking layer is formed by sputtering an inorganic oxide using a mixed gas of argon (Ar) and hydrogen (H 2 ).

本発明にかかる光電変換素子は、一対の電極と光電変換層との間に電荷ブロッキング層とを備え、電荷ブロッキング層が水素化無機酸化物で構成されている。一般に、酸化物(半導体)は酸素欠損を生じることで電荷の移動性を上げることができる。実際には、酸化珪素(SiO2)は絶縁体であるが、SiOx(x<2)では、酸素欠陥によりn型半導体となって電荷移動能(導電性)が生じる性質がある。このため、酸化珪素をn型半導体である(正孔)ブロッキング層として使用することがでる。このとき、酸素が欠損しているため、未結合手(ダングリングボンド:dangling bond)が発生しており、この未結合手は活性が高く、電荷のトラップとして働いて電荷移動の妨げとなる。そこで、酸化珪素の未結合手を水素終端化して活性を低下させることで、電荷のトラップを回避することができる。このように、本発明にかかる光電変換素素子は、電荷ブロッキング層で電荷がトラップされることを抑えることができるため、高速応答性を改善することができる。 The photoelectric conversion element according to the present invention includes a charge blocking layer between a pair of electrodes and a photoelectric conversion layer, and the charge blocking layer is made of a hydrogenated inorganic oxide. In general, an oxide (semiconductor) can increase charge mobility by generating oxygen vacancies. Actually, silicon oxide (SiO 2 ) is an insulator, but SiOx (x <2) has the property of becoming an n-type semiconductor due to oxygen defects and causing charge transfer ability (conductivity). For this reason, silicon oxide can be used as a (hole) blocking layer which is an n-type semiconductor. At this time, since oxygen is deficient, dangling bonds are generated, and the dangling bonds have high activity and act as charge traps to hinder charge transfer. Therefore, charge trapping can be avoided by reducing the activity by terminating the dangling bonds of silicon oxide with hydrogen. Thus, since the photoelectric conversion element concerning this invention can suppress that a charge is trapped by a charge blocking layer, it can improve high-speed responsiveness.

本発明によれば、低暗電流、高光電変換効率で高速応答が可能な光電変換素子及び撮像素子を提供できる。   According to the present invention, it is possible to provide a photoelectric conversion element and an imaging element capable of high-speed response with low dark current and high photoelectric conversion efficiency.

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳しく説明する。
図1は、本発明にかかかる光電変換素子の一実施形態の構成を示す断面模式図である。
図1に示す光電変換素子10は、基板Sと、該基板S上に形成された下部電極(画素電極)101と、下部電極101上に形成された電子ブロッキング層103と、電子ブロッキング層103上に形成された光電変換層102と、光電変換層102上に形成された正孔ブロッキング層105と、正孔ブロッキング層105上に形成された上部電極(対向電極)104とを備える。なお、以下の説明において、電子ブロッキング層103と正孔ブロッキング層105とを総称して電荷ブロッキング層ともいう。電荷ブロッキング層は、下部電極101と上部電極104との一対の電極のうち少なくとも一方と、光電変換層102との間に設けられていればよい。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing a configuration of an embodiment of a photoelectric conversion element according to the present invention.
A photoelectric conversion element 10 shown in FIG. 1 includes a substrate S, a lower electrode (pixel electrode) 101 formed on the substrate S, an electron blocking layer 103 formed on the lower electrode 101, and an electron blocking layer 103. And a hole blocking layer 105 formed on the photoelectric conversion layer 102, and an upper electrode (counter electrode) 104 formed on the hole blocking layer 105. In the following description, the electron blocking layer 103 and the hole blocking layer 105 are collectively referred to as a charge blocking layer. The charge blocking layer may be provided between at least one of the pair of electrodes of the lower electrode 101 and the upper electrode 104 and the photoelectric conversion layer 102.

光電変換素子10は、上部電極104上方から光が入射するものとしている。また、光電変換層102で発生した電荷(正孔及び電子)のうち、電子を上部電極104に移動させ、正孔を下部電極101に移動させるように、下部電極101及び上部電極104間にバイアス電圧が印加されるものとしている。つまり、上部電極104を電子捕集電極とし、下部電極101を正孔捕集電極としている。   The photoelectric conversion element 10 is assumed to receive light from above the upper electrode 104. In addition, among the charges (holes and electrons) generated in the photoelectric conversion layer 102, a bias is applied between the lower electrode 101 and the upper electrode 104 so that electrons move to the upper electrode 104 and holes move to the lower electrode 101. It is assumed that a voltage is applied. That is, the upper electrode 104 is an electron collecting electrode and the lower electrode 101 is a hole collecting electrode.

下部電極101及び上部電極104は、なお、上部電極104は、ITOをスパッタ法で5〜20nmの膜厚で形成することができる。   For the lower electrode 101 and the upper electrode 104, the upper electrode 104 can be formed with a thickness of 5 to 20 nm by sputtering ITO.

電子ブロッキング層103は、有機化合物を真空蒸着法で100nmの膜厚で形成したものである。   The electron blocking layer 103 is formed by forming an organic compound with a thickness of 100 nm by a vacuum deposition method.

光電変換層102は、有機化合物を真空蒸着法で100nmの膜厚で形成したものである。   The photoelectric conversion layer 102 is formed by forming an organic compound with a thickness of 100 nm by a vacuum deposition method.

正孔ブロッキング層104は、有機化合物を用いて真空蒸着法で50nmの膜厚で形成されたものである。   The hole blocking layer 104 is formed using an organic compound with a thickness of 50 nm by a vacuum deposition method.

光電変換層102は、光電変換機能を有する有機材料を含んで構成される。有機材料としては、例えば電子写真の感光材料に用いられているような、様々な有機半導体材料を用いることができる。その中でも、高い光電変換性能を有すること、分光する際の色分離に優れていること、長時間の光照射に対する耐久性が高いこと、真空蒸着を行いやすいこと、等の観点から、メロシアニン骨格を含む材料やフタロシアニン骨格を含む有機材料が特に好ましい。   The photoelectric conversion layer 102 includes an organic material having a photoelectric conversion function. As the organic material, for example, various organic semiconductor materials such as those used in electrophotographic photosensitive materials can be used. Among these, from the viewpoint of having high photoelectric conversion performance, excellent color separation at the time of spectroscopy, high durability against long-time light irradiation, easy vacuum deposition, etc., the merocyanine skeleton is Particularly preferred are materials containing and organic materials containing a phthalocyanine skeleton.

光電変換層102として以下式で示されるメロシアニン化合物を用いた場合には、光電変換層102にて緑色の波長域の光を吸収してこれに応じた電荷を発生することが可能となる。   When a merocyanine compound represented by the following formula is used as the photoelectric conversion layer 102, the photoelectric conversion layer 102 can absorb light in the green wavelength region and generate a charge corresponding to the light.

Figure 2009252903
Figure 2009252903

光電変換層102として以下式で示される亜鉛フタロシアニンを用いた場合には、光電変換層102にて赤色の波長域の光を吸収してこれに応じた電荷を発生することが可能となる。   When zinc phthalocyanine represented by the following formula is used as the photoelectric conversion layer 102, the photoelectric conversion layer 102 can absorb light in the red wavelength region and generate a charge corresponding to the light.

Figure 2009252903
Figure 2009252903

また、光電変換層102を構成する有機材料は、有機p型半導体及び有機n型半導体の少なくとも一方を含んでいることが好ましい。光電変換効率を高め、キャリア輸送能を高めるために、有機p半導体と、有機n型半導体を混合した層を光電変換層として用いることができる。有機p型半導体及び有機n型半導体として、それぞれメロシアニン化合物、ナフタレン誘導体、アントラセン誘導体、フェナントレン誘導体、テトラセン誘導体、ピレン誘導体、ペリレン誘導体、及びフルオランテン誘導体のいずれかを特に好ましく用いることができる。   Moreover, it is preferable that the organic material which comprises the photoelectric converting layer 102 contains at least one of an organic p-type semiconductor and an organic n-type semiconductor. In order to increase the photoelectric conversion efficiency and increase the carrier transport capability, a layer in which an organic p semiconductor and an organic n-type semiconductor are mixed can be used as the photoelectric conversion layer. As the organic p-type semiconductor and the organic n-type semiconductor, any of merocyanine compounds, naphthalene derivatives, anthracene derivatives, phenanthrene derivatives, tetracene derivatives, pyrene derivatives, perylene derivatives, and fluoranthene derivatives can be particularly preferably used.

有機p型半導体(化合物)は、ドナー性有機半導体(化合物)であり、主に正孔輸送性有機化合物に代表され、電子を供与しやすい性質がある有機化合物をいう。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化合物をいう。したがって、ドナー性有機化合物は、電子供与性のある有機化合物であればいずれの有機化合物も使用可能である。例えば、トリアリールアミン化合物、ベンジジン化合物、ピラゾリン化合物、スチリルアミン化合物、ヒドラゾン化合物、トリフェニルメタン化合物、カルバゾール化合物、ポリシラン化合物、チオフェン化合物、フタロシアニン化合物、シアニン化合物、メロシアニン化合物、オキソノール化合物、ポリアミン化合物、インドール化合物、ピロール化合物、ピラゾール化合物、ポリアリーレン化合物、縮合芳香族炭素環化合物(ナフタレン誘導体、アントラセン誘導体、フェナントレン誘導体、テトラセン誘導体、ピレン誘導体、ペリレン誘導体、フルオランテン誘導体)、含窒素ヘテロ環化合物を配位子として有する金属錯体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、n型(アクセプター性)化合物として用いた有機化合物よりもイオン化ポテンシャルの小さい有機化合物であればドナー性有機半導体として用いてよい。   The organic p-type semiconductor (compound) is a donor-type organic semiconductor (compound), which is mainly represented by a hole-transporting organic compound and refers to an organic compound having a property of easily donating electrons. More specifically, an organic compound having a smaller ionization potential when two organic materials are used in contact with each other. Therefore, any organic compound can be used as the donor organic compound as long as it is an electron-donating organic compound. For example, triarylamine compounds, benzidine compounds, pyrazoline compounds, styrylamine compounds, hydrazone compounds, triphenylmethane compounds, carbazole compounds, polysilane compounds, thiophene compounds, phthalocyanine compounds, cyanine compounds, merocyanine compounds, oxonol compounds, polyamine compounds, indoles Compounds, pyrrole compounds, pyrazole compounds, polyarylene compounds, condensed aromatic carbocyclic compounds (naphthalene derivatives, anthracene derivatives, phenanthrene derivatives, tetracene derivatives, pyrene derivatives, perylene derivatives, fluoranthene derivatives), nitrogen-containing heterocyclic compounds The metal complex etc. which it has as can be used. Not limited to this, as described above, any organic compound having an ionization potential smaller than that of the organic compound used as the n-type (acceptor property) compound may be used as the donor organic semiconductor.

有機n型半導体(化合物)は、アクセプター性有機半導体(化合物)であり、主に電子輸送性有機化合物に代表され、電子を受容しやすい性質がある有機化合物をいう。さらに詳しくは2つの有機化合物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化合物をいう。したがって、アクセプター性有機化合物は、電子受容性のある有機化合物であればいずれの有機化合物も使用可能である。例えば、縮合芳香族炭素環化合物(ナフタレン誘導体、アントラセン誘導体、フェナントレン誘導体、テトラセン誘導体、ピレン誘導体、ペリレン誘導体、フルオランテン誘導体)、窒素原子、酸素原子、硫黄原子を含有する5ないし7員のヘテロ環化合物(例えばピリジン、ピラジン、ピリミジン、ピリダジン、トリアジン、キノリン、キノキサリン、キナゾリン、フタラジン、シンノリン、イソキノリン、プテリジン、アクリジン、フェナジン、フェナントロリン、テトラゾール、ピラゾール、イミダゾール、チアゾール、オキサゾール、インダゾール、ベンズイミダゾール、ベンゾトリアゾール、ベンゾオキサゾール、ベンゾチアゾール、カルバゾール、プリン、トリアゾロピリダジン、トリアゾロピリミジン、テトラザインデン、オキサジアゾール、イミダゾピリジン、ピラリジン、ピロロピリジン、チアジアゾロピリジン、ジベンズアゼピン、トリベンズアゼピン等)、ポリアリーレン化合物、フルオレン化合物、シクロペンタジエン化合物、シリル化合物、含窒素ヘテロ環化合物を配位子として有する金属錯体などが挙げられる。なお、これに限らず、上記したように、ドナー性有機化合物として用いた有機化合物よりも電子親和力の大きな有機化合物であればアクセプター性有機半導体として用いてよい。   Organic n-type semiconductors (compounds) are acceptor organic semiconductors (compounds), which are mainly represented by electron-transporting organic compounds and refer to organic compounds that easily accept electrons. More specifically, the organic compound having the higher electron affinity when two organic compounds are used in contact with each other. Therefore, as the acceptor organic compound, any organic compound can be used as long as it is an electron-accepting organic compound. For example, condensed aromatic carbocyclic compounds (naphthalene derivatives, anthracene derivatives, phenanthrene derivatives, tetracene derivatives, pyrene derivatives, perylene derivatives, fluoranthene derivatives), 5- to 7-membered heterocyclic compounds containing nitrogen atoms, oxygen atoms, and sulfur atoms (E.g., pyridine, pyrazine, pyrimidine, pyridazine, triazine, quinoline, quinoxaline, quinazoline, phthalazine, cinnoline, isoquinoline, pteridine, acridine, phenazine, phenanthroline, tetrazole, pyrazole, imidazole, thiazole, oxazole, indazole, benzimidazole, benzotriazole, Benzoxazole, benzothiazole, carbazole, purine, triazolopyridazine, triazolopyrimidine, tetrazaindene, o Metal complexes having ligands such as saziazole, imidazopyridine, pyralidine, pyrrolopyridine, thiadiazolopyridine, dibenzazepine, tribenzazepine), polyarylene compounds, fluorene compounds, cyclopentadiene compounds, silyl compounds, and nitrogen-containing heterocyclic compounds. Etc. Note that the present invention is not limited thereto, and as described above, any organic compound having an electron affinity higher than that of the organic compound used as the donor organic compound may be used as the acceptor organic semiconductor.

p型有機色素、又はn型有機色素としては、いかなるものを用いても良いが、好ましくは、シアニン色素、スチリル色素、ヘミシアニン色素、メロシアニン色素(ゼロメチンメロシアニン(シンプルメロシアニン)を含む)、3核メロシアニン色素、4核メロシアニン色素、ロダシアニン色素、コンプレックスシアニン色素、コンプレックスメロシアニン色素、アロポーラー色素、オキソノール色素、ヘミオキソノール色素、スクアリウム色素、クロコニウム色素、アザメチン色素、クマリン色素、アリーリデン色素、アントラキノン色素、トリフェニルメタン色素、アゾ色素、アゾメチン色素、スピロ化合物、メタロセン色素、フルオレノン色素、フルギド色素、ペリレン色素、フェナジン色素、フェノチアジン色素、キノン色素、インジゴ色素、ジフェニルメタン色素、ポリエン色素、アクリジン色素、アクリジノン色素、ジフェニルアミン色素、キナクリドン色素、キノフタロン色素、フェノキサジン色素、フタロペリレン色素、ポルフィリン色素、クロロフィル色素、フタロシアニン色素、金属錯体色素、縮合芳香族炭素環系色素(ナフタレン誘導体、アントラセン誘導体、フェナントレン誘導体、テトラセン誘導体、ピレン誘導体、ペリレン誘導体、フルオランテン誘導体)が挙げられる。   Any p-type organic dye or n-type organic dye may be used, but preferably a cyanine dye, styryl dye, hemicyanine dye, merocyanine dye (including zero methine merocyanine (simple merocyanine)), three nucleus Merocyanine dye, 4-nuclear merocyanine dye, rhodacyanine dye, complex cyanine dye, complex merocyanine dye, allopolar dye, oxonol dye, hemioxonol dye, squalium dye, croconium dye, azamethine dye, coumarin dye, arylidene dye, anthraquinone dye, triphenyl Methane dye, azo dye, azomethine dye, spiro compound, metallocene dye, fluorenone dye, fulgide dye, perylene dye, phenazine dye, phenothiazine dye, quinone dye, indigo Dye, diphenylmethane dye, polyene dye, acridine dye, acridinone dye, diphenylamine dye, quinacridone dye, quinophthalone dye, phenoxazine dye, phthaloperylene dye, porphyrin dye, chlorophyll dye, phthalocyanine dye, metal complex dye, condensed aromatic carbocyclic dye (Naphthalene derivatives, anthracene derivatives, phenanthrene derivatives, tetracene derivatives, pyrene derivatives, perylene derivatives, fluoranthene derivatives).

次に金属錯体化合物について説明する。金属錯体化合物は金属に配位する少なくとも1つの窒素原子または酸素原子または硫黄原子を有する配位子をもつ金属錯体であり、金属錯体中の金属イオンは特に限定されないが、好ましくはベリリウムイオン、マグネシウムイオン、アルミニウムイオン、ガリウムイオン、亜鉛イオン、インジウムイオン、または錫イオンであり、より好ましくはベリリウムイオン、アルミニウムイオン、ガリウムイオン、または亜鉛イオンであり、更に好ましくはアルミニウムイオン、または亜鉛イオンである。前記金属錯体中に含まれる配位子としては種々の公知の配位子が有るが、例えば、「Photochemistry and Photophysics of Coordination Compounds」 Springer-Verlag社 H.Yersin著1987年発行、「有機金属化学−基礎と応用−」裳華房社山本明夫著1982年発行等に記載の配位子が挙げられる。   Next, the metal complex compound will be described. The metal complex compound is a metal complex having a ligand having at least one nitrogen atom or oxygen atom or sulfur atom coordinated to the metal, and the metal ion in the metal complex is not particularly limited, but preferably beryllium ion, magnesium Ion, aluminum ion, gallium ion, zinc ion, indium ion, or tin ion, more preferably beryllium ion, aluminum ion, gallium ion, or zinc ion, and still more preferably aluminum ion or zinc ion. There are various known ligands contained in the metal complex. For example, “Photochemistry and Photophysics of Coordination Compounds” published by Springer-Verlag H. Yersin in 1987, “Organometallic Chemistry— Examples of the ligands described in “Basics and Applications—” published by Akio Yamamoto, 1982, etc.

配位子として、好ましくは含窒素ヘテロ環配位子(好ましくは炭素数1〜30、より好ましくは炭素数2〜20、特に好ましくは炭素数3〜15であり、単座配位子であっても2座以上の配位子であっても良い。好ましくは2座配位子である。例えばピリジン配位子、ビピリジル配位子、キノリノール配位子、ヒドロキシフェニルアゾール配位子(ヒドロキシフェニルベンズイミダゾール、ヒドロキシフェニルベンズオキサゾール配位子、ヒドロキシフェニルイミダゾール配位子)などが挙げられる)、アルコキシ配位子(好ましくは炭素数1〜30、より好ましくは炭素数1〜20、特に好ましくは炭素数1〜10であり、例えばメトキシ、エトキシ、ブトキシ、2−エチルヘキシロキシなどが挙げられる。)、アリールオキシ配位子(好ましくは炭素数6〜30、より好ましくは炭素数6〜20、特に好ましくは炭素数6〜12であり、例えばフェニルオキシ、1−ナフチルオキシ、2−ナフチルオキシ、2,4,6−トリメチルフェニルオキシ、4−ビフェニルオキシなどが挙げられる。)、ヘテロアリールオキシ配位子(好ましくは炭素数1〜30、より好ましくは炭素数1〜20、特に好ましくは炭素数1〜12であり、例えばピリジルオキシ、ピラジルオキシ、ピリミジルオキシ、キノリルオキシなどが挙げられる。)、アルキルチオ配位子(好ましくは炭素数1〜30、より好ましくは炭素数1〜20、特に好ましくは炭素数1〜12であり、例えばメチルチオ、エチルチオなどが挙げられる。)、アリールチオ配位子(好ましくは炭素数6〜30、より好ましくは炭素数6〜20、特に好ましくは炭素数6〜12であり、例えばフェニルチオなどが挙げられる。)、ヘテロ環置換チオ配位子(好ましくは炭素数1〜30、より好ましくは炭素数1〜20、特に好ましくは炭素数1〜12であり、例えばピリジルチオ、2−ベンズイミゾリルチオ、2−ベンズオキサゾリルチオ、2−ベンズチアゾリルチオなどが挙げられる。)、またはシロキシ配位子(好ましくは炭素数1〜30、より好ましくは炭素数3〜25、特に好ましくは炭素数6〜20であり、例えば、トリフェニルシロキシ基、トリエトキシシロキシ基、トリイソプロピルシロキシ基などが挙げられる)であり、より好ましくは含窒素ヘテロ環配位子、アリールオキシ配位子、ヘテロアリールオキシ基、またはシロキシ配位子であり、更に好ましくは含窒素ヘテロ環配位子、アリールオキシ配位子、またはシロキシ配位子が挙げられる。   The ligand is preferably a nitrogen-containing heterocyclic ligand (preferably having 1 to 30 carbon atoms, more preferably 2 to 20 carbon atoms, particularly preferably 3 to 15 carbon atoms, and a monodentate ligand. May also be a bidentate or higher ligand, preferably a bidentate ligand, such as a pyridine ligand, bipyridyl ligand, quinolinol ligand, hydroxyphenylazole ligand (hydroxyphenylbenz). Imidazole, hydroxyphenylbenzoxazole ligand, hydroxyphenylimidazole ligand)), alkoxy ligand (preferably having 1 to 30 carbon atoms, more preferably 1 to 20 carbon atoms, and particularly preferably carbon number). 1 to 10, for example, methoxy, ethoxy, butoxy, 2-ethylhexyloxy, etc.), aryloxy ligand (preferably Alternatively, it has 6 to 30 carbon atoms, more preferably 6 to 20 carbon atoms, and particularly preferably 6 to 12 carbon atoms. For example, phenyloxy, 1-naphthyloxy, 2-naphthyloxy, 2,4,6-trimethylphenyl Oxy, 4-biphenyloxy, etc.), heteroaryloxy ligands (preferably having 1 to 30 carbon atoms, more preferably 1 to 20 carbon atoms, particularly preferably 1 to 12 carbon atoms, such as pyridyl. Oxy, pyrazyloxy, pyrimidyloxy, quinolyloxy, etc.), alkylthio ligands (preferably having 1 to 30 carbon atoms, more preferably 1 to 20 carbon atoms, particularly preferably 1 to 12 carbon atoms, such as methylthio, Ethylthio etc.), an arylthio ligand (preferably having 6 to 30 carbon atoms, more preferably A prime number of 6 to 20, particularly preferably 6 to 12 carbon atoms, such as phenylthio, and the like, a heterocyclic substituted thio ligand (preferably 1 to 30 carbon atoms, more preferably 1 to 20 carbon atoms, Particularly preferably, it has 1 to 12 carbon atoms, and examples thereof include pyridylthio, 2-benzimidazolylthio, 2-benzoxazolylthio, 2-benzthiazolylthio and the like, or siloxy ligand (preferably carbon 1-30, more preferably 3-25 carbon atoms, particularly preferably 6-20 carbon atoms, and examples thereof include triphenylsiloxy group, triethoxysiloxy group, triisopropylsiloxy group, and the like. Preferred are nitrogen-containing heterocyclic ligands, aryloxy ligands, heteroaryloxy groups, or siloxy ligands, and more preferred. Examples thereof include a nitrogen-containing heterocyclic ligand, an aryloxy ligand, and a siloxy ligand.

本実施形態において、正孔ブロッキング層105は、電荷ブロッキング層が、水素化無機酸化物を含む。水素化無機酸化物としては、水素化酸化珪素を用いることができる。   In the present embodiment, the charge blocking layer of the hole blocking layer 105 includes a hydrogenated inorganic oxide. Hydrogenated silicon oxide can be used as the hydrogenated inorganic oxide.

水素化無機酸化物は、気相成長法で形成することができる。   The hydrogenated inorganic oxide can be formed by a vapor phase growth method.

また、本実施形態の光電変換素子は、光電変換層と水素化無機酸化物の間に有機電荷輸送層が設けられていてもよい。   In the photoelectric conversion element of this embodiment, an organic charge transport layer may be provided between the photoelectric conversion layer and the hydrogenated inorganic oxide.

本実施形態の光電変換素子は、一対の電極と光電変換層との間に電荷ブロッキング層とを備え、電荷ブロッキング層が水素化無機酸化物で構成されている。一般に、酸化物(半導体)は酸素欠損を生じることで電荷の移動性を上げることができる。本実施形態で無機酸化物として用いる酸化珪素(SiO2)は絶縁体であるが、SiOx(x<2)では、酸素欠陥によりn型半導体となって電荷移動能(導電性)が生じる性質がある。このため、酸化珪素をn型半導体である(正孔)ブロッキング層として使用することができる。このとき、酸素が欠損しているため、未結合手(ダングリングボンド:dangling bond)が発生しており、この未結合手は活性が高く、電荷のトラップとして働いて電荷移動の妨げとなる。そこで、酸化珪素の未結合手を水素終端化して活性を低下させることで、電荷のトラップを回避することができる。このように、本実施形態の光電変換素子は、電荷ブロッキング層で電荷がトラップされることを抑えることができるため、高速応答性を改善することができる。 The photoelectric conversion element of this embodiment is provided with a charge blocking layer between a pair of electrodes and a photoelectric conversion layer, and the charge blocking layer is composed of a hydrogenated inorganic oxide. In general, an oxide (semiconductor) can increase charge mobility by generating oxygen vacancies. Although silicon oxide (SiO 2 ) used as an inorganic oxide in this embodiment is an insulator, SiO x (x <2) has the property that it becomes an n-type semiconductor due to oxygen defects and generates charge transferability (conductivity). is there. For this reason, silicon oxide can be used as a (hole) blocking layer which is an n-type semiconductor. At this time, since oxygen is deficient, dangling bonds are generated, and the dangling bonds have high activity and act as charge traps to hinder charge transfer. Therefore, charge trapping can be avoided by reducing the activity by terminating the dangling bonds of silicon oxide with hydrogen. Thus, since the photoelectric conversion element of this embodiment can suppress a charge being trapped by the charge blocking layer, the high-speed response can be improved.

光電変換素子の電荷ブロッキング層の製造手順としては、無機酸化物を加熱蒸着しながらクラッキングされた水素を供給することで形成することができる。または、無機酸化物をアルゴン(Ar)及び水素(H2)の混合ガスを用いてスパッタすることで形成することができる。 As a manufacturing procedure of the charge blocking layer of the photoelectric conversion element, it can be formed by supplying cracked hydrogen while heating and depositing an inorganic oxide. Alternatively, the inorganic oxide can be formed by sputtering using a mixed gas of argon (Ar) and hydrogen (H 2 ).

(実施例)
次に、以下の実施例で示す光電変換素子について光応答時間を測定した。
(Example)
Next, the optical response time was measured for the photoelectric conversion elements shown in the following examples.

(実施例1)
実施例1の光電変換素子は、下部電極と、電子ブロッキング層と、光電変換層と、無機ブロッキング層と、上部電極とで構成されている。ここで、電子ブロッキング層、光電変換層、無機ブロッキング層、上部電極の順に形成する。下部電極はITOである。電子ブロッキング層は、下記化合物1で示される有機化合物を真空蒸着法で100nmの膜厚で形成する。光電変換層は、下記化合物2で示される有機化合物を真空蒸着法で100nmの膜厚で形成する。無機ブロッキング層は、加熱により昇華させた一酸化珪素と、クラッキングセルにより、クラッキングされた水素(0.1〜10sccm)を同時に供給することにより、水素化一酸化珪素を30nmの膜厚で形成する。上部電極はITOを高周波マグネトロンスパッタにより、5〜20nmの膜厚で形成する。
(Example 1)
The photoelectric conversion element of Example 1 is composed of a lower electrode, an electron blocking layer, a photoelectric conversion layer, an inorganic blocking layer, and an upper electrode. Here, the electron blocking layer, the photoelectric conversion layer, the inorganic blocking layer, and the upper electrode are formed in this order. The lower electrode is ITO. The electron blocking layer is formed by depositing an organic compound represented by the following compound 1 with a film thickness of 100 nm by vacuum deposition. The photoelectric conversion layer is formed by forming an organic compound represented by the following compound 2 with a film thickness of 100 nm by vacuum deposition. The inorganic blocking layer forms silicon hydride with a thickness of 30 nm by simultaneously supplying silicon monoxide sublimated by heating and hydrogen (0.1 to 10 sccm) cracked by a cracking cell. The upper electrode is made of ITO with a film thickness of 5 to 20 nm by high frequency magnetron sputtering.

Figure 2009252903
Figure 2009252903

Figure 2009252903
Figure 2009252903

(実施例2)
実施例2の光電変換素子は、下部電極と、電子ブロッキング層と、光電変換層と、有機正孔ブロッキング層と、無機ブロッキング層と、上部電極とで構成されている。ここで、電子ブロッキング層、光電変換層、有機正孔ブロッキング層、無機ブロッキング層、上部電極の順に形成する。下部電極はITOである。電子ブロッキング層は、化合物1で示される有機化合物を真空蒸着法で100nmの膜厚で形成する。光電変換層は、化合物2で示される有機化合物を真空蒸着法で100nmの膜厚で形成する。有機正孔ブロッキング層は、下記化合物3で示される有機化合物を真空蒸着法で50nmの膜厚で形成する。無機ブロッキング層は、加熱により昇華させた一酸化珪素と、クラッキングセルにより、クラッキングされた水素(0.1〜10sccm)を同時に供給することにより、水素化一酸化珪素を30nmの膜厚で形成する。上部電極はITOを高周波マグネトロンスパッタにより、5〜20nmの膜厚で形成する。
(Example 2)
The photoelectric conversion element of Example 2 is composed of a lower electrode, an electron blocking layer, a photoelectric conversion layer, an organic hole blocking layer, an inorganic blocking layer, and an upper electrode. Here, an electron blocking layer, a photoelectric conversion layer, an organic hole blocking layer, an inorganic blocking layer, and an upper electrode are formed in this order. The lower electrode is ITO. The electron blocking layer is formed by depositing an organic compound represented by Compound 1 with a thickness of 100 nm by vacuum deposition. The photoelectric conversion layer is formed by forming an organic compound represented by Compound 2 with a film thickness of 100 nm by vacuum deposition. The organic hole blocking layer is formed by depositing an organic compound represented by the following compound 3 with a film thickness of 50 nm by vacuum deposition. The inorganic blocking layer forms silicon hydride with a thickness of 30 nm by simultaneously supplying silicon monoxide sublimated by heating and hydrogen (0.1 to 10 sccm) cracked by a cracking cell. The upper electrode is made of ITO with a film thickness of 5 to 20 nm by high frequency magnetron sputtering.

Figure 2009252903
Figure 2009252903

(比較例1)
比較例1の光電変換素子は、下部電極と、電子ブロッキング層と、光電変換層と、無機ブロッキング層と、上部電極とで構成されている。ここで、電子ブロッキング層、光電変換層、無機ブロッキング層、上部電極の順に形成する。下部電極はITOである。電子ブロッキング層は、化合物1で示される有機化合物を真空蒸着法で100nmの膜厚で形成する。光電変換層は、化合物2で示される有機化合物を真空蒸着法で100nmの膜厚で形成する。無機ブロッキング層は、一酸化珪素を真空蒸着法で30nmの膜厚で形成する。上部電極はITOを高周波マグネトロンスパッタにより、5〜20nmの膜厚で形成する。
(Comparative Example 1)
The photoelectric conversion element of Comparative Example 1 includes a lower electrode, an electron blocking layer, a photoelectric conversion layer, an inorganic blocking layer, and an upper electrode. Here, the electron blocking layer, the photoelectric conversion layer, the inorganic blocking layer, and the upper electrode are formed in this order. The lower electrode is ITO. The electron blocking layer is formed by depositing an organic compound represented by Compound 1 with a thickness of 100 nm by vacuum deposition. The photoelectric conversion layer is formed by forming an organic compound represented by Compound 2 with a film thickness of 100 nm by vacuum deposition. The inorganic blocking layer is formed of silicon monoxide with a film thickness of 30 nm by a vacuum deposition method. The upper electrode is made of ITO with a film thickness of 5 to 20 nm by high frequency magnetron sputtering.

(比較例2)
比較例2の光電変換素子は、下部電極と、電子ブロッキング層と、光電変換層と、有機正孔ブロッキング層と、上部電極とで構成されている。ここで、電子ブロッキング層、光電変換層、上部電極の順に形成する。下部電極はITOである。電子ブロッキング層は、化合物1で示される有機化合物を真空蒸着法で100nmの膜厚で形成する。光電変換層は、化合物2で示される有機化合物を真空蒸着法で100nmの膜厚で形成する。有機正孔ブロッキング層は、化合物3で示される有機化合物を真空蒸着法で50nmの膜厚で形成する。上部電極はITOを高周波マグネトロンスパッタにより、5〜20nmの膜厚で形成する。
(Comparative Example 2)
The photoelectric conversion element of Comparative Example 2 includes a lower electrode, an electron blocking layer, a photoelectric conversion layer, an organic hole blocking layer, and an upper electrode. Here, the electron blocking layer, the photoelectric conversion layer, and the upper electrode are formed in this order. The lower electrode is ITO. The electron blocking layer is formed by depositing an organic compound represented by Compound 1 with a thickness of 100 nm by vacuum deposition. The photoelectric conversion layer is formed by forming an organic compound represented by Compound 2 with a film thickness of 100 nm by vacuum deposition. The organic hole blocking layer is formed by depositing an organic compound represented by Compound 3 with a film thickness of 50 nm by vacuum deposition. The upper electrode is made of ITO with a film thickness of 5 to 20 nm by high frequency magnetron sputtering.

表1に、実施例1,2及び比較例1,2の有機光電変換素子の上部電極側に、正のバイアスを5.0×10E+5 V/cm印加した状態での、光電変換効率、暗電流、残像時間を示す。残像時間は、有機光電変換素子に、光を入射させた状態から遮光したときに、光電流が流れなくなるまでの時間である。なお、表1では、実施例1の光電変換効率、暗電流を1としたときの、その相対値をそれぞれ示している。
実施例1及び2の光電変換素子の構成のように、無機ブロッキング層を導入することで、比較例2に対し、暗電流が低下することがわかった。実施例1、実施例2と比較例1を比較すると、比較例1では、残像時間が著しく長くなることがわかった。比較例2では、残像時間は短くできるものの、暗電流が増大することがわかった。
Table 1 shows the photoelectric conversion efficiency and dark current when a positive bias of 5.0 × 10E + 5 V / cm is applied to the upper electrode side of the organic photoelectric conversion elements of Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 and 2. Shows the afterimage time. The afterimage time is a time until the photocurrent does not flow when the organic photoelectric conversion element is shielded from the light incident state. Table 1 shows the relative values when the photoelectric conversion efficiency and dark current of Example 1 are set to 1.
As in the configurations of the photoelectric conversion elements of Examples 1 and 2, it was found that the dark current was reduced as compared with Comparative Example 2 by introducing an inorganic blocking layer. When Example 1, Example 2 and Comparative Example 1 were compared, it was found that in Comparative Example 1, the afterimage time was significantly increased. In Comparative Example 2, it was found that the dark current increased although the afterimage time could be shortened.

Figure 2009252903
Figure 2009252903

(実施例3)
実施例3の光電変換素子は、下部電極と、無機ブロッキング層と、光電変換層と、電子ブロッキング層と、上部電極とで構成されている。ここで、無機ブロッキング層、光電変換層、電子ブロッキング層、上部電極の順に積層する。下部電極はITOである。無機ブロッキング層は、TiOターゲットを、アルゴン(Ar)、水素(H2)ガスを使用した高周波マグネトロンスパッタで、水素化酸化チタンを30nmの膜厚で形成する。光電変換層は、化合物2で示される有機化合物を真空蒸着法で100nmの膜厚で形成する。電子ブロッキング層は、下記化合物4で示される有機化合物を真空蒸着法で100nmの膜厚で形成する。上部電極はITOを高周波マグネトロンスパッタにより、5〜20nmの膜厚で形成する。
(Example 3)
The photoelectric conversion element of Example 3 is composed of a lower electrode, an inorganic blocking layer, a photoelectric conversion layer, an electron blocking layer, and an upper electrode. Here, the inorganic blocking layer, the photoelectric conversion layer, the electron blocking layer, and the upper electrode are laminated in this order. The lower electrode is ITO. The inorganic blocking layer is formed by forming a TiO target with a thickness of 30 nm by high-frequency magnetron sputtering using argon (Ar) and hydrogen (H 2 ) gas. The photoelectric conversion layer is formed by forming an organic compound represented by Compound 2 with a film thickness of 100 nm by vacuum deposition. The electron blocking layer is formed by depositing an organic compound represented by the following compound 4 with a film thickness of 100 nm by a vacuum deposition method. The upper electrode is made of ITO with a film thickness of 5 to 20 nm by high frequency magnetron sputtering.

Figure 2009252903
Figure 2009252903

(比較例3)
比較例3の光電変換素子は、下部電極と、無機ブロッキング層と、光電変換層と、電子ブロッキング層と、上部電極とで構成されている。ここで、無機ブロッキング層、光電変換層、電子ブロッキング層、上部電極の順に積層する。下部電極はITOである。無機ブロッキング層は、TiOターゲットを、Arを使用した高周波マグネトロンスパッタで、酸化チタンを30nmの膜厚で形成する。光電変換層は、化合物2で示される有機化合物を真空蒸着法で100nmの膜厚で形成する。電子ブロッキング層は、化合物4で示される有機化合物を真空蒸着法で100nmの膜厚で形成する。上部電極はITOを高周波マグネトロンスパッタにより、5〜20nmの膜厚で形成する。
(Comparative Example 3)
The photoelectric conversion element of Comparative Example 3 includes a lower electrode, an inorganic blocking layer, a photoelectric conversion layer, an electron blocking layer, and an upper electrode. Here, the inorganic blocking layer, the photoelectric conversion layer, the electron blocking layer, and the upper electrode are laminated in this order. The lower electrode is ITO. For the inorganic blocking layer, a TiO target is formed by high frequency magnetron sputtering using Ar, and titanium oxide is formed with a thickness of 30 nm. The photoelectric conversion layer is formed by forming an organic compound represented by Compound 2 with a film thickness of 100 nm by vacuum deposition. The electron blocking layer is formed by depositing an organic compound represented by Compound 4 with a film thickness of 100 nm by vacuum deposition. The upper electrode is made of ITO with a film thickness of 5 to 20 nm by high frequency magnetron sputtering.

(比較例4)
比較例4の光電変換素子は、下部電極と、光電変換層と、電子ブロッキング層と、上部電極とで構成されている。ここで、光電変換層、電子ブロッキング層、上部電極の順に積層する。下部電極はITOである。光電変換層は、化合物2で示される有機化合物を真空蒸着法で100nmの膜厚で形成する。電子ブロッキング層は、化合物4で示される有機化合物を真空蒸着法で100nmの膜厚で形成する。上部電極はITOを高周波マグネトロンスパッタにより、5〜20nmの膜厚で形成する。
(Comparative Example 4)
The photoelectric conversion element of Comparative Example 4 includes a lower electrode, a photoelectric conversion layer, an electron blocking layer, and an upper electrode. Here, the photoelectric conversion layer, the electron blocking layer, and the upper electrode are laminated in this order. The lower electrode is ITO. For the photoelectric conversion layer, an organic compound represented by Compound 2 is formed with a film thickness of 100 nm by a vacuum deposition method. The electron blocking layer is formed by forming an organic compound represented by Compound 4 with a film thickness of 100 nm by a vacuum deposition method. The upper electrode is made of ITO with a film thickness of 5 to 20 nm by high frequency magnetron sputtering.

表2に、実施例3,4及び比較例3,4の有機光電変換素子の上部電極側に、負のバイアスを5.0×10E+5 V/cm印加した状態での、光電変換効率、暗電流、残像時間を示す。なお、表2では、実施例3の光電変換効率、暗電流を1としたときの、その相対値をそれぞれ示している。
実施例3,4に示す光電変換素子の構成では、無機ブロッキング層を導入することで、比較例2に対し、暗電流が低下することがわかった。実施例3と比較例3を比較すると、比較例3では、残像時間が著しく長くなってしまっている。比較例4では、残像時間は短くできるものの、暗電流が増大することがわかった。
Table 2 shows the photoelectric conversion efficiency and dark current when a negative bias of 5.0 × 10E + 5 V / cm is applied to the upper electrode side of the organic photoelectric conversion elements of Examples 3 and 4 and Comparative Examples 3 and 4. Shows the afterimage time. Table 2 shows the relative values when the photoelectric conversion efficiency and dark current of Example 3 are set to 1.
In the structure of the photoelectric conversion element shown in Examples 3 and 4, it was found that the dark current was lower than that of Comparative Example 2 by introducing the inorganic blocking layer. When Example 3 and Comparative Example 3 are compared, in Comparative Example 3, the afterimage time is significantly increased. In Comparative Example 4, it was found that although the afterimage time can be shortened, the dark current increases.

Figure 2009252903
Figure 2009252903

なお、本発明は、前述した実施形態に限定されるものではなく、適宜な変形、改良などが可能である。
例えば、上記実施形態の光電変換素子は、デジタルカメラ等の撮像装置に搭載された光センサなどの撮像素子に適用することができ、特に固体撮像素子に適用することで、低暗電流、高光電変換効率で高速応答を実現することができる。
In addition, this invention is not limited to embodiment mentioned above, A suitable deformation | transformation, improvement, etc. are possible.
For example, the photoelectric conversion element of the above embodiment can be applied to an image sensor such as an optical sensor mounted on an image pickup apparatus such as a digital camera. High-speed response can be realized with conversion efficiency.

本発明にかかる光電変換素子の一実施形態の構成を示す断面模式図である。It is a cross-sectional schematic diagram which shows the structure of one Embodiment of the photoelectric conversion element concerning this invention.

符号の説明Explanation of symbols

10 光電変換素子
101 画素電極
102 光電変換層
103 電子ブロッキング層
104 対向電極
105 正孔ブロッキング層
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Photoelectric conversion element 101 Pixel electrode 102 Photoelectric conversion layer 103 Electron blocking layer 104 Counter electrode 105 Hole blocking layer

Claims (7)

一対の電極と、
前記一対の電極の間に配置された光電変換層と、
前記一対の電極のうち少なくとも一方と前記光電変換層との間に設けられた電荷ブロッキング層とを備え、
前記電荷ブロッキング層が、水素化無機酸化物を含むことを特徴とする光電変換素子。
A pair of electrodes;
A photoelectric conversion layer disposed between the pair of electrodes;
A charge blocking layer provided between at least one of the pair of electrodes and the photoelectric conversion layer;
The photoelectric conversion element, wherein the charge blocking layer contains a hydrogenated inorganic oxide.
前記光電変換層と前記水素化無機酸化物の間に有機電荷輸送層が設けられている請求項1に記載の光電変換素子。   The photoelectric conversion element according to claim 1, wherein an organic charge transport layer is provided between the photoelectric conversion layer and the hydrogenated inorganic oxide. 前記水素化無機酸化物が気相成長法で形成されている請求項1又は2に記載の光電変換素子。   The photoelectric conversion element according to claim 1, wherein the hydrogenated inorganic oxide is formed by a vapor phase growth method. 前記水素化無機酸化物が水素化酸化珪素又は水素化酸化チタンである請求項1から3のいずれか1つに記載の光電変換素子。   The photoelectric conversion element according to any one of claims 1 to 3, wherein the hydrogenated inorganic oxide is hydrogenated silicon oxide or hydrogenated titanium oxide. 上記請求項1から4のいずれか1つに記載の光電変換素子を備えた撮像素子。   The image pick-up element provided with the photoelectric conversion element as described in any one of the said Claim 1 to 4. 一対の電極と、
前記一対の電極の間に配置された光電変換層と、
前記一対の電極のうち少なくとも一方と前記光電変換層との間に電荷ブロッキング層とを備えた光電変換素子の製造方法であって、
前記電荷ブロッキング層が、無機酸化物を加熱蒸着しながらクラッキングされた水素を供給することで形成される光電変換素子の製造方法。
A pair of electrodes;
A photoelectric conversion layer disposed between the pair of electrodes;
A method for producing a photoelectric conversion element comprising a charge blocking layer between at least one of the pair of electrodes and the photoelectric conversion layer,
A method for producing a photoelectric conversion element, wherein the charge blocking layer is formed by supplying cracked hydrogen while heating and depositing an inorganic oxide.
一対の電極と、
前記一対の電極の間に配置された光電変換層と、
前記一対の電極のうち少なくとも一方と前記光電変換層との間に電荷ブロッキング層とを備えた光電変換素子の製造方法であって、
前記電荷ブロッキング層が、無機酸化物をアルゴン(Ar)及び水素(H2)の混合ガスを用いてスパッタすることで形成される光電変換素子の製造方法。
A pair of electrodes;
A photoelectric conversion layer disposed between the pair of electrodes;
A method for producing a photoelectric conversion element comprising a charge blocking layer between at least one of the pair of electrodes and the photoelectric conversion layer,
A method for producing a photoelectric conversion element, wherein the charge blocking layer is formed by sputtering an inorganic oxide using a mixed gas of argon (Ar) and hydrogen (H 2 ).
JP2008097426A 2008-04-03 2008-04-03 Photoelectric conversion element, its manufacturing method, and imaging element Pending JP2009252903A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008097426A JP2009252903A (en) 2008-04-03 2008-04-03 Photoelectric conversion element, its manufacturing method, and imaging element

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008097426A JP2009252903A (en) 2008-04-03 2008-04-03 Photoelectric conversion element, its manufacturing method, and imaging element

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2009252903A true JP2009252903A (en) 2009-10-29

Family

ID=41313338

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2008097426A Pending JP2009252903A (en) 2008-04-03 2008-04-03 Photoelectric conversion element, its manufacturing method, and imaging element

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2009252903A (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011152229A1 (en) * 2010-05-31 2011-12-08 富士フイルム株式会社 Photoelectric conversion element, imaging element, and method for driving photoelectric conversion element
JP2012039097A (en) * 2010-07-14 2012-02-23 Toray Ind Inc Photovoltaic device
WO2025057654A1 (en) * 2023-09-11 2025-03-20 株式会社Pxp Solar cell and manufacturing method for solar cell

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011152229A1 (en) * 2010-05-31 2011-12-08 富士フイルム株式会社 Photoelectric conversion element, imaging element, and method for driving photoelectric conversion element
JP2011253861A (en) * 2010-05-31 2011-12-15 Fujifilm Corp Photoelectric conversion element, image pickup device, and method for driving photoelectric conversion element
JP2012039097A (en) * 2010-07-14 2012-02-23 Toray Ind Inc Photovoltaic device
WO2025057654A1 (en) * 2023-09-11 2025-03-20 株式会社Pxp Solar cell and manufacturing method for solar cell

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5087304B2 (en) Manufacturing method of solid-state imaging device
JP5108339B2 (en) Solid-state image sensor
US8436441B2 (en) Photoelectric conversion device and solid-state imaging device
JP5235348B2 (en) Radiation imaging device
US7750423B2 (en) Photoelectric conversion device, solid-state imaging device and manufacturing method of solid-state imaging device
US7888759B2 (en) Photoelectric conversion device, imaging device, and process for producing the photoelectric conversion device
US7999339B2 (en) Photoelectric conversion device and solid-state imaging device
US20090315136A1 (en) Photoelectric conversion element and solid-state imaging device
JP2005303266A (en) Imaging element, method of applying electric field thereto and electric field-applied element
JP2009049278A (en) Photoelectric conversion element, method for manufacturing photoelectric conversion element, solid-state imaging element
JP2008072090A (en) Photoelectric conversion device and solid-state imaging device
JP2012169676A (en) Solid state imaging device
JP2007234650A (en) Photoelectric conversion device and solid-state imaging device
JP2011228648A (en) Imaging device
JP2012019235A (en) Solid-state imaging device
JP5525890B2 (en) Photoelectric conversion element and imaging element
US20070045520A1 (en) Photoelectric conversion device and imaging device
JP5244287B2 (en) Image sensor and method for applying electric field to image sensor
JP5087207B2 (en) Photoelectric conversion device and imaging device
JP2009267169A (en) Photoelectric converting element and solid-state imaging device
JP5449270B2 (en) Solid-state imaging device and method for manufacturing solid-state imaging device
JP2009252903A (en) Photoelectric conversion element, its manufacturing method, and imaging element
JP2011244010A (en) Solid-state imaging device
JP5525894B2 (en) Manufacturing method of solid-state imaging device
JP2007059483A (en) Photoelectric conversion element, imaging element, and method for applying electric field to photoelectric conversion element and imaging element