DE112018005707T5 - Fotoelektrisches umwandlungselement und bildgebungseinrichtung - Google Patents

Fotoelektrisches umwandlungselement und bildgebungseinrichtung Download PDF

Info

Publication number
DE112018005707T5
DE112018005707T5 DE112018005707.0T DE112018005707T DE112018005707T5 DE 112018005707 T5 DE112018005707 T5 DE 112018005707T5 DE 112018005707 T DE112018005707 T DE 112018005707T DE 112018005707 T5 DE112018005707 T5 DE 112018005707T5
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
group
photoelectric conversion
organic
layer
derivative
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
DE112018005707.0T
Other languages
English (en)
Inventor
Yasuharu Ujiie
Yosuke Saito
Yuta HASEGAWA
Hideaki Mogi
Osamu Enoki
Yuki NEGISHI
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.)
Sony Corp
Sony Semiconductor Solutions Corp
Original Assignee
Sony Corp
Sony Semiconductor Solutions 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 Sony Corp, Sony Semiconductor Solutions Corp filed Critical Sony Corp
Publication of DE112018005707T5 publication Critical patent/DE112018005707T5/de
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • 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
    • H10K85/6576—Polycyclic condensed heteroaromatic hydrocarbons comprising only sulfur in the heteroaromatic polycondensed ring system, e.g. benzothiophene
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D307/00—Heterocyclic compounds containing five-membered rings having one oxygen atom as the only ring hetero atom
    • C07D307/77—Heterocyclic compounds containing five-membered rings having one oxygen atom as the only ring hetero atom ortho- or peri-condensed with carbocyclic rings or ring systems
    • C07D307/91—Dibenzofurans; Hydrogenated dibenzofurans
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D409/00—Heterocyclic compounds containing two or more hetero rings, at least one ring having sulfur atoms as the only ring hetero atoms
    • C07D409/14—Heterocyclic compounds containing two or more hetero rings, at least one ring having sulfur atoms as the only ring hetero atoms containing three or more hetero rings
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D495/00—Heterocyclic compounds containing in the condensed system at least one hetero ring having sulfur atoms as the only ring hetero atoms
    • C07D495/02—Heterocyclic compounds containing in the condensed system at least one hetero ring having sulfur atoms as the only ring hetero atoms in which the condensed system contains two hetero rings
    • C07D495/04—Ortho-condensed systems
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/144—Devices controlled by radiation
    • H01L27/146—Imager structures
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/144—Devices controlled by radiation
    • H01L27/146—Imager structures
    • H01L27/14601—Structural or functional details thereof
    • H01L27/14603—Special geometry or disposition of pixel-elements, address-lines or gate-electrodes
    • H01L27/14607—Geometry of the photosensitive area
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/144—Devices controlled by radiation
    • H01L27/146—Imager structures
    • H01L27/14601—Structural or functional details thereof
    • H01L27/1464—Back illuminated imager structures
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/08—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof in which radiation controls flow of current through the device, e.g. photoresistors
    • H01L31/10—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof in which radiation controls flow of current through the device, e.g. photoresistors characterised by potential barriers, e.g. phototransistors
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K19/00—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one organic element specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching, covered by group H10K10/00
    • H10K19/20—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one organic element specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching, covered by group H10K10/00 comprising components having an active region that includes an inorganic semiconductor
    • 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
    • H10K30/50—Photovoltaic [PV] devices
    • H10K30/57—Photovoltaic [PV] devices comprising multiple junctions, e.g. tandem PV cells
    • 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
    • H10K30/81—Electrodes
    • H10K30/82—Transparent electrodes, e.g. indium tin oxide [ITO] electrodes
    • 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
    • H10K85/20—Carbon compounds, e.g. carbon nanotubes or fullerenes
    • H10K85/211—Fullerenes, e.g. C60
    • 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
    • H10K85/30—Coordination compounds
    • H10K85/311—Phthalocyanine
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D333/00—Heterocyclic compounds containing five-membered rings having one sulfur atom as the only ring hetero atom
    • C07D333/50—Heterocyclic compounds containing five-membered rings having one sulfur atom as the only ring hetero atom condensed with carbocyclic rings or ring systems
    • C07D333/76—Dibenzothiophenes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D345/00—Heterocyclic compounds containing rings having selenium or tellurium atoms as the only ring hetero atoms
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D407/00—Heterocyclic compounds containing two or more hetero rings, at least one ring having oxygen atoms as the only ring hetero atoms, not provided for by group C07D405/00
    • C07D407/14—Heterocyclic compounds containing two or more hetero rings, at least one ring having oxygen atoms as the only ring hetero atoms, not provided for by group C07D405/00 containing three or more hetero rings
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D421/00—Heterocyclic compounds containing two or more hetero rings, at least one ring having selenium, tellurium, or halogen atoms as ring hetero atoms
    • C07D421/14—Heterocyclic compounds containing two or more hetero rings, at least one ring having selenium, tellurium, or halogen atoms as ring hetero atoms containing three or more hetero rings
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D493/00—Heterocyclic compounds containing oxygen atoms as the only ring hetero atoms in the condensed system
    • C07D493/22—Heterocyclic compounds containing oxygen atoms as the only ring hetero atoms in the condensed system in which the condensed system contains four or more hetero rings
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D495/00—Heterocyclic compounds containing in the condensed system at least one hetero ring having sulfur atoms as the only ring hetero atoms
    • C07D495/22—Heterocyclic compounds containing in the condensed system at least one hetero ring having sulfur atoms as the only ring hetero atoms in which the condensed system contains four or more hetero rings
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/144—Devices controlled by radiation
    • H01L27/146—Imager structures
    • H01L27/14643—Photodiode arrays; MOS imagers
    • H01L27/14645—Colour imagers
    • H01L27/14647—Multicolour imagers having a stacked pixel-element structure, e.g. npn, npnpn or MQW elements
    • 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
    • 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
    • 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

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Nanotechnology (AREA)
  • Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
  • Light Receiving Elements (AREA)

Abstract

Ein fotoelektrisches Umwandlungselement der vorliegenden Offenbarung umfasst: eine erste Elektrode; eine zweite Elektrode, die der ersten Elektrode gegenüberliegt; und eine organische Schicht, die zwischen der ersten Elektrode und der zweiten Elektrode bereitgestellt ist und eine organische fotoelektrische Umwandlungsschicht enthält, und zumindest eine in der organischen Schicht enthaltene Schicht ist zumindest eine Art eines durch einen allgemeinen Ausdruck (1) repräsentierten organischen Halbleitermaterials enthaltend ausgebildet.

Description

  • Technisches Gebiet
  • Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf ein fotoelektrisches Umwandlungselement, das ein organisches Halbleitermaterial nutzt, und eine dieses enthaltende Bildgebungseinrichtung.
  • Hintergrundtechnik
  • In den letzten Jahren wurden organische Dünnfilme nutzende Vorrichtungen entwickelt. Ein organisches fotoelektrisches Umwandlungselement ist eine der Vorrichtungen, und eine organische Dünnfilm-Solarzelle und ein Bildsensor (Bildgebungselement), die jeweils das organische fotoelektrische Umwandlungselement nutzen, wurden vorgeschlagen. Außerdem ermöglicht eine Bereitstellung von Charakteristiken eines Infrarot-Absorptionsvermögens für das organische fotoelektrische Umwandlungselement, eine hohe Funktionalität eines einen Menschen detektierenden Sensors, eines Sensors zur Kollisionsvermeidung in einem Fahrzeug und dergleichen zu erzielen.
  • In dem organischen fotoelektrischen Umwandlungselement ist für jede Nutzung eine hohe fotoelektrische Umwandlungseffizienz erwünscht. Insbesondere sind in einem Bildgebungselement zusätzlich zu einer fotoelektrischen Umwandlungseffizienz ausgezeichnete Dunkelstrom-Charakteristiken und ausgezeichnete Nachbild-Charakteristiken erwünscht. Zu diesem Zweck offenbart beispielsweise PTL 1 ein organisches fotoelektrisches Umwandlungselement, das eine organische fotoelektrische Umwandlungsschicht und eine Löcher blockierende Schicht und eine Elektronen blockierende Schicht umfasst, die zwischen einem Paar Elektroden mit der dazwischen angeordneten organischen fotoelektrischen Umwandlungsschicht angeordnet sind und ein eingestelltes Ionisierungspotenzial aufweisen. Außerdem offenbart PTL 2 ein fotoelektrisches Umwandlungselement, in welchem eine Ladungen blockierende Schicht, die ein Material mit einer hohen Elektronenbeweglichkeit nutzt, zwischen einem Paar Elektroden und einer zwischen dem Paar Elektroden angeordneten fotoelektrischen Umwandlungsschicht vorgesehen ist.
  • Zitatliste
  • Patentliteratur
    • PTL 1: Ungeprüfte japanische Patentanmeldung Veröffentlichungsnummer 2007-88033
    • PTL 2: Ungeprüfte japanische Patentanmeldung Veröffentlichungsnummer 2009-182096
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Wie oben beschrieben wurde, sind in einem in einer Bildgebungseinrichtung enthaltenen fotoelektrischen Umwandlungselement zusätzlich zu einer hohen fotoelektrischen Umwandlungseffizienz ausgezeichnete Dunkelstrom-Charakteristiken und ausgezeichnete Nachbild-Charakteristiken erwünscht.
  • Daher ist es wünschenswert, ein fotoelektrisches Umwandlungselement und eine Bildgebungseinrichtung bereitzustellen, die ermöglicht, eine vorteilhafte fotoelektrische Umwandlungseffizienz, ausgezeichnete Dunkelstrom-Charakteristiken und ausgezeichnete Nachbild-Charakteristiken zu erzielen.
  • Ein fotoelektrisches Umwandlungselement gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung umfasst: eine erste Elektrode; eine zweite Elektrode, die der ersten Elektrode gegenüberliegt; und eine organische Schicht, die zwischen der ersten Elektrode und der zweiten Elektrode vorgesehen ist und eine organische fotoelektrische Umwandlungsschicht enthält, und wobei zumindest eine in der organischen Schicht enthaltene Schicht zumindest eine Art eines durch den folgenden allgemeinen Ausdruck (1) repräsentierten organischen Halbleitermaterials enthaltend ausgebildet ist.
    Figure DE112018005707T5_0002
    (X ist eines eines Sauerstoffatoms (O), eines Schwefelatoms (S) und eines Selenatoms (Se), und A1 und A2 sind jeweils unabhängig eine Arylgruppe, eine Heteroarylgruppe, eine Arylaminogruppe, eine Heteroarylaminogruppe, eine Arylgruppe mit einer Arylaminogruppe als Substituentengruppe, eine Arylgruppe mit einer Heteroarylaminogruppe als Substituentengruppe, eine Heteroarylgruppe mit einer Arylaminogruppe als Substituentengruppe, eine Heteroarylgruppe mit einer Heteroarylaminogruppe als Substituentengruppe oder ein Derivat davon.)
  • Eine Bildgebungseinrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung enthält einen oder eine Vielzahl organischer fotoelektrischer Wandler in jedem von Pixeln und enthält das fotoelektrische Umwandlungselement gemäß der oben beschriebenen Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung als die organischen fotoelektrischen Wandler.
  • In dem fotoelektrischen Umwandlungselement gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung und der Bildgebungseinrichtung gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung ist zumindest eine Schicht, die in der organischen Schicht enthalten ist, die zwischen der ersten Elektrode und der zweiten Elektrode vorgesehen ist und die organische fotoelektrische Umwandlungsschicht enthält, unter Verwendung zumindest einer Art eines organischen Halbleitermaterials ausgebildet, das durch den oben beschriebenen allgemeinen Ausdruck (1) repräsentiert wird. In dem durch den oben beschriebenen allgemeinen Ausdruck (1) repräsentierten organischen Halbleitermaterial tritt eine Interferenz mit einer zwischenmolekularen Wechselwirkung in der organischen Schicht weniger wahrscheinlich auf, und es zeigt sich eine ausgezeichnete Orientierungseigenschaft in der organischen Schicht. Außerdem bildet das durch den allgemeinen Ausdruck (1) repräsentierte organische Halbleitermaterial Körner mit einer moderaten Größe in der organischen Schicht. Dies macht es möglich, eine organische Schicht mit vorteilhafter Filmqualität und hoher Trägertransportfähigkeit zu bilden.
  • Gemäß dem fotoelektrischen Umwandlungselement gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung und der Bildgebungseinrichtung gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung wird zumindest eine Schicht, die in der organischen Schicht enthalten ist, die die organische fotoelektrische Umwandlungsschicht enthält, unter Verwendung zumindest einer Art eines durch den oben beschriebenen allgemeinen Ausdruck (1) repräsentierten organischen Halbleitermaterials gebildet; daher wird eine organische Schicht mit vorteilhafter Filmqualität und hoher Trägertransportfähigkeit ausgebildet. Außerdem weist das durch den allgemeinen Ausdruck (1) repräsentierte organische Halbleitermaterial ein geeignetes Energieniveau auf. Dies macht es möglich, eine vorteilhafte fotoelektrische Umwandlungseffizienz, ausgezeichnete Dunkelstrom-Charakteristiken und ausgezeichnete Nachbild-Charakteristiken zu erzielen.
  • Es ist besonders zu erwähnen, dass hier beschriebene Effekte nicht notwendigerweise beschränkt sind und beliebige der in der vorliegenden Offenbarung beschriebenen Effekte einbezogen sein können.
  • Figurenliste
    • [1] 1 ist eine schematische Querschnittsansicht einer Konfiguration eines fotoelektrischen Umwandlungselements gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
    • [2] 2 ist eine schematische Querschnittsansicht eines anderen Beispiels der Konfiguration des fotoelektrischen Umwandlungselements, das in 1 veranschaulicht ist.
    • [3] 3 ist eine schematische Draufsicht einer Konfiguration eines Einheitspixels des fotoelektrischen Umwandlungselements, das in 1 veranschaulicht ist.
    • [4] 4 ist eine schematische Querschnittsansicht, um ein Verfahren zum Herstellen des fotoelektrischen Umwandlungselements zu beschreiben, das in 1 veranschaulicht ist.
    • [5] 5 ist eine schematische Querschnittsansicht eines 4 folgenden Prozesses.
    • [6] 6 ist eine schematische Querschnittsansicht einer Konfiguration eines fotoelektrischen Umwandlungselements gemäß einem Modifikationsbeispiel 1 der vorliegenden Offenbarung.
    • [7] 7 ist eine schematische Querschnittsansicht einer Solarzelle gemäß einem Modifikationsbeispiel 2 der vorliegenden Offenbarung.
    • [8] 8 ist ein Blockdiagramm, das eine gesamte Konfiguration einer Bildgebungseinrichtung veranschaulicht, die das in 1 veranschaulichte fotoelektrische Umwandlungselement enthält.
    • [9] 9 ist ein funktionales Blockdiagramm, das eine elektronische Einrichtung (Kamera) veranschaulicht, die die in 8 veranschaulichte Bildgebungseinrichtung nutzt.
    • [10] 10 ist ein Blockdiagramm, das ein Beispiel einer schematischen Konfiguration eines In-vivo-Informationserfassungssystems darstellt.
    • [11] 11 ist eine Ansicht, die ein Beispiel einer schematischen Konfiguration eines Systems für endoskopische Chirurgie darstellt.
    • [12] 12 ist ein Blockdiagramm, das ein Beispiel einer funktionalen Konfiguration eines Kamerakopfes und einer Kamera-Steuerungseinheit (CCU) darstellt.
    • [13] 13 ist ein Blockdiagramm, das ein Beispiel einer schematischen Konfiguration eines Fahrzeugsteuerungssystems darstellt.
    • [14] 14 ist ein Diagramm zur Unterstützung bei einer Erläuterung eines Beispiels von Installationspositionen einer Sektion zur Detektion von Information von außerhalb des Fahrzeugs des Fahrzeugs und einer Bildgebungssektion.
    • [15] 15 ist eine schematische Querschnittsansicht eines in Beispielen verwendeten fotoelektrischen Umwandlungselements.
    • [16] 16 ist ein Charakteristikendiagramm, das Ergebnisse einer XRD-Messung einer BBBT-1 enthaltenden organischen fotoelektrischen Umwandlungsschicht und einer BBBT-2 enthaltenden organischen fotoelektrischen Umwandlungsschicht veranschaulicht.
    • [17] 17 ist ein Charakteristikendiagramm, das Ergebnisse einer XRD-Messung eines BBBT-1 enthaltenden Einschicht-Films und eines BBBT-2 enthaltenden Einschicht-Films veranschaulicht.
    • [18] 18 ist ein Diagramm, das Charakteristiken eines Absorptionsvermögens von BBBT-2 und BP-rBDT veranschaulicht.
    • [19] 19 ist ein Diagramm, das Energieniveaus jeweiliger organischer Halbleitermaterialien veranschaulicht.
    • [20] 20 ist ein Charakteristikendiagramm, das Ergebnisse einer XRD-Messung einer BBBT-2 enthaltenden organischen fotoelektrischen Umwandlungsschicht und einer BP-rBDT enthaltenden organischen fotoelektrischen Umwandlungsschicht veranschaulicht.
  • Modi zum Ausführen der Erfindung
  • Im Folgenden werden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen einige Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung im Detail beschrieben. Spezifische Beispiele der vorliegenden Offenbarung werden nachfolgend beschrieben, und die vorliegende Offenbarung ist nicht auf die folgenden Ausführungsformen beschränkt. Außerdem ist die vorliegende Offenbarung nicht auf Positionen, Abmessungen, Abmessungsverhältnisse und dergleichen jeweiliger, in den jeweiligen Zeichnungen veranschaulichten Komponenten beschränkt. Es ist besonders zu erwähnen, dass die Beschreibung in der folgenden Reihenfolge gegeben wird.
    • 1. Ausführungsform (Fotoelektrisches Umwandlungselement, das eine organische fotoelektrische Umwandlungsschicht enthält, die ein durch einen allgemeinen Ausdruck (1) repräsentiertes BBBT-Derivat enthält)
    • 1-1. Konfiguration eines fotoelektrischen Umwandlungselements 1-2. Verfahren zum Herstellen eines fotoelektrischen Umwandlungselements
    • 1-3. Funktionsweisen und Effekte
    • 2. Modifikationsbeispiele
    • 2-1. Modifikationsbeispiel 1 (Fotoelektrisches Umwandlungselement, in welchem eine Vielzahl organischer fotoelektrischer Wandler gestapelt ist)
    • 2-2. Modifikationsbeispiel 2 (Solarzelle)
    • 3. Anwendungsbeispiele
    • 4. Beispiele
  • <Ausführungsform>
  • 1 veranschaulicht eine Querschnittskonfiguration eines fotoelektrischen Umwandlungselements (fotoelektrisches Umwandlungselement 10) gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung. Das fotoelektrische Umwandlungselement 10 wird beispielsweise als Bildgebungselement genutzt, das in einem Pixel (Einheitspixel P) einer Bildgebungseinrichtung (Bildgebungseinrichtung 1) wie etwa eines CCD-(Charge Couple Device) Bildsensors vom rückseitigen Beleuchtungstyp (Typ mit rückseitigem Lichtempfang) oder eines CMOS-(komplementärer Metall-Oxid-Halbleiter)-Bildsensors (siehe 8) enthalten ist. Das fotoelektrische Umwandlungselement 10 ist vom sogenannten longitudinalen Spektraltyp, worin ein organischer fotoelektrischer Wandler 11G und zwei anorganische fotoelektrische Wandler 11B und 11R in der longitudinalen Richtung gestapelt sind. Jeder des organischen fotoelektrischen Wandlers 11G und der anorganischen fotoelektrischen Wandler 11B und 11R detektiert selektiv Licht in einem Entsprechenden voneinander verschiedener Wellenlängenbereiche und führt eine fotoelektrische Umwandlung des so detektierten Lichts durch. In der vorliegenden Ausführungsform weist eine im organischen fotoelektrischen Wandler 11G enthaltene organische fotoelektrische Umwandlungsschicht 16 eine Konfiguration auf, die zumindest eine Art eines organischen Halbleitermaterials (zum Beispiel ein Benzobisbenzothiophen-(BBBT)-Derivat), das durch einen (später zu beschreibenden) allgemeinen Ausdruck (1) repräsentiert wird, enthaltend ausgebildet ist.
  • (Konfiguration eines fotoelektrischen Umwandlungselements)
  • Das fotoelektrische Umwandlungselement 10 enthält in jedem Einheitspixel P einen organischen fotoelektrischen Wandler 11G und zwei anorganische fotoelektrische Wandler 11B und 11R, die in der longitudinalen Richtung gestapelt sind. Der organische fotoelektrische Wandler 11G ist auf einer rückseitigen Oberfläche (erste Oberfläche 11S1) eines Halbleitersubstrats 11 vorgesehen. Die anorganischen fotoelektrischen Wandler 11B und 11R sind so ausgebildet, dass sie im Halbleitersubstrat 11 eingebettet sind, und sind in einer Dickenrichtung des Halbleitersubstrats 11 gestapelt. Der organische fotoelektrische Wandler 11G enthält einen Halbleiter vom p-Typ und einen Halbleiter vom n-Typ und enthält eine organische fotoelektrische Umwandlungsschicht 16 mit einer Bulk-Heteroübergangsstruktur in einer Schicht. Die Bulk-Heteroübergangsstruktur ist eine p-n-Übergangsoberfläche, die durch Mischen des Halbleiters vom p-Typ und des Halbleiters vom n-Typ gebildet wird.
  • Der organische fotoelektrische Wandler 11G und die anorganischen fotoelektrischen Wandler 11B und 11R detektieren jeweils selektiv Licht in einem Entsprechenden voneinander verschiedener Wellenlängenbänder und führen eine fotoelektrische Umwandlung des so detektierten Lichts durch. Konkret erfasst der organische fotoelektrische Wandler 11G ein grünes (G) Farbsignal. Die anorganischen fotoelektrischen Wandler 11B und 11R erfassen ein blaues (B) Farbsignal bzw. ein rotes (R) Farbsignal gemäß einem Unterschied im Absorptionskoeffizienten. Dies ermöglicht, dass das fotoelektrische Umwandlungselement 10 eine Vielzahl von Farbsignalen in einem Pixel ohne Verwendung eines Farbfilters erfasst.
  • Es ist besonders zu erwähnen, dass in der vorliegenden Ausführungsform ein Fall beschrieben wird, in dem Elektronen von durch fotoelektrische Umwandlung erzeugten Elektron-Loch-Paaren als Signalladungen gelesen werden. Außerdem gibt in den Zeichnungen „+ (plus)“, das an „p“ oder „n“ angefügt ist, an, dass eine Störstellenkonzentration vom p-Typ oder n-Typ hoch ist, und „++“ gibt an, dass eine Störstellenkonzentration vom p-Typ oder n-Typ höher als diejenige in einem Fall von „+“ ist.
  • Das Halbleitersubstrat 11 umfasst zum Beispiel ein Silizium-(Si)-Substrat vom n-Typ und weist eine p-Wanne 61 in einem vorbestimmten Gebiet auf. Beispielsweise sind verschiedene Arten von Floating-Diffusionsgebieten (Floating-Diffusionsschichten) FD (zum Beispiel FD1, FD2 und FD3), verschiedene Arten von Transistoren Tr (zum Beispiel ein vertikaler Transistor (Transfer- bzw. Übertragungstransistor) Tr1, ein Übertragungstransistor Tr2, ein Verstärkertransistor (Modulationselement) AMP und ein Rücksetztransistor RST) und eine Mehrschicht-Verdrahtung 70 auf einer zweiten Oberfläche (vorderen Oberfläche des Halbleitersubstrats 11) 11S2 der p-Wanne 61 vorgesehen. Die Mehrschicht-Verdrahtung 70 weist beispielsweise eine Konfiguration auf, in der Verdrahtungsschichten 71, 72 und 73 in einer Isolierschicht 74 gestapelt sind. Außerdem ist eine (nicht veranschaulichte) periphere Schaltung, die eine Logikschaltung und dergleichen enthält, in einer Peripherie des Halbleitersubstrats 11 vorgesehen.
  • Es ist besonders zu erwähnen, dass in 1 die Seite der ersten Oberfläche 11S1 des Halbleitersubstrats 11 als Lichteinfallsseite S1 dargestellt ist und eine Seite der zweiten Oberfläche 11S2 des Halbleitersubstrats als Verdrahtungsschichtseite S2 dargestellt ist.
  • Die anorganischen fotoelektrischen Wandler 11B und 11R enthalten jeweils beispielsweise eine PIN- (positiveintrinsische-negative) Fotodiode und weisen jeweils einen p-n-Übergang in einem vorbestimmten Gebiet des Halbleitersubstrats 11 auf. Die anorganischen fotoelektrischen Wandler 11B und 11R ermöglichen eine Dispersion von Licht in der longitudinalen Richtung unter Ausnutzung eines Unterschieds in einem absorbierten Wellenlängenband je nach Tiefe eines Lichteinfalls im Siliziumsubstrat.
  • Der anorganische fotoelektrische Wandler 11B detektiert selektiv blaues Licht, um Blau entsprechende Signalladungen zu akkumulieren, und ist in einer Tiefe angeordnet, die eine fotoelektrische Umwandlung blauen Lichts ermöglicht. Der anorganische fotoelektrische Wandler 11R detektiert selektiv rotes Licht, um Rot entsprechende Signalladungen zu akkumulieren, und ist in einer Tiefe angeordnet, die eine effiziente fotoelektrische Umwandlung von rotem Licht ermöglicht. Es ist besonders zu erwähnen, dass Blau (B) und Rot (R) Farben sind, die einem Wellenlängenband von beispielsweise 450 nm bis 495 nm bzw. einem Wellenlängenband von beispielsweise 620 nm bis 750 nm entsprechen. Es reicht aus, falls jeder der anorganischen fotoelektrischen Wandler 11B und 11R Licht in einem Bereich eines, oder dem ganzen, Entsprechenden der Wellenlängenbänder detektieren kann.
  • Konkret enthalten, wie in 1 veranschaulicht ist, der anorganische fotoelektrische Wandler 11B und der anorganische fotoelektrische Wandler 11R jeweils beispielsweise ein (p+)-Gebiet, das als Lochakkumulationsschicht dient, und ein n-Gebiet, das als Elektronenakkumulationsschicht dient (hat eine p-n-p-Stapelstruktur). Das n-Gebiet des anorganischen fotoelektrischen Wandlers 11B ist mit dem vertikalen Transistor Tr1 gekoppelt. Das (p+)-Gebiet des anorganischen fotoelektrischen Wandlers 11B biegt sich entlang dem vertikalen Transistor Tr1 und ist mit dem (p+)-Gebiet des anorganischen fotoelektrischen Wandlers 11R gekoppelt.
  • Beispielsweise sind die Floating-Diffusionsgebiete (Floating-Diffusionsschichten) FD1, FD2 und FD3, der vertikale Transistor (Übertragungstransistor) Tr1, der Übertragungstransistor Tr2, der Verstärkertransistor (Modulationselement) AMP und der Rücksetztransistor RST auf der zweiten Oberfläche 11S2 des Halbleitersubstrats 11, wie oben beschrieben wurde, vorgesehen.
  • Der vertikale Transistor Tr1 ist ein Übertragungstransistor, der Blau entsprechende Signalladungen (hier Elektronen), die im anorganischen fotoelektrischen Wandler 11B erzeugt und akkumuliert wurden, zum Floating-Diffusionsgebiet FD1 überträgt. Der anorganische fotoelektrische Wandler 11B ist bei einer von der zweiten Oberfläche 11S2 des Halbleitersubstrats 11 aus tiefen Position ausgebildet; daher umfasst der Übertragungstransistor des anorganischen fotoelektrischen Wandlers 11B vorzugsweise den vertikalen Transistor Tr1.
  • Der Übertragungstransistor Tr2 überträgt Rot entsprechende Signalladungen (hier Elektronen), die im anorganischen fotoelektrischen Wandler 11R erzeugt und akkumuliert wurden, zum Floating-Diffusionsgebiet FD2 und umfass beispielsweise einen MOS-Transistor.
  • Der Verstärkertransistor AMP ist ein Modulationselement, das eine Menge an im organischen fotoelektrischen Wandler 11G erzeugten Ladungen in eine Spannung moduliert und umfasst zum Beispiel einen MOS-Transistor.
  • Der Rücksetztransistor RST setzt vom organischen fotoelektrischen Wandler 11G zum Floating-Diffusionsgebiet FD3 übertragene Ladungen zurück und umfasst zum Beispiel einen MOS-Transistor.
  • Ein erster unterer Kontakt 75, ein zweiter unterer Kontakt 76 und ein oberer Kontakt 13B enthalten jeweils beispielsweise ein dotiertes Siliziummaterial wie etwa PDAS (mit Phosphor dotiertes amorphes Silizium) oder ein Metallmaterial wie etwa Aluminium (Al), Wolfram (W), Titan (Ti), Cobalt (Co), Hafnium (Hf) und Tantal (Ta).
  • Der organische fotoelektrische Wandler 11G ist auf der Seite der ersten Oberfläche 11S1 des Halbleitersubstrats 11 vorgesehen. Der organische fotoelektrische Wandler 11G hat zum Beispiel eine Konfiguration, in der von der Seite der ersten Oberfläche 11S1 des Halbleitersubstrats 11 aus eine untere Elektrode 15, die organische fotoelektrische Umwandlungsschicht 16 und eine obere Elektrode 17 in dieser Reihenfolge gestapelt sind. Die untere Elektrode 15 ist zum Beispiel für jedes fotoelektrische Umwandlungselement 10 separat ausgebildet. Die organische fotoelektrische Umwandlungsschicht 16 und die obere Elektrode 17 sind als durchgehende Schicht vorgesehen, die einer Vielzahl fotoelektrischer Umwandlungselemente 10 gemeinsam ist. Der organische fotoelektrische Wandler 11G ist ein organisches fotoelektrisches Umwandlungselement, das grünes Licht entsprechend einem Wellenlängenband eines Bereichs eines oder des gesamten selektiven Wellenlängenbandes (zum Beispiel von 450 nm bis 650 nm, beide inklusive) absorbiert, um Elektron-Loch-Paare zu erzeugen.
  • Zwischenschicht-Isolierschichten 12 und 14 sind beispielsweise von der Seite des Halbleitersubstrats 11 aus zwischen der ersten Oberfläche 11S1 des Halbleitersubstrats 11 und der unteren Elektrode 15 in dieser Reihenfolge gestapelt. Die Zwischenschicht-Isolierschicht hat zum Beispiel eine Konfiguration, in der eine fixierte Ladungen aufweisende Schicht (Schicht mit fixierten Ladungen) 12A und eine dielektrische Schicht 12B mit einer Isolierungseigenschaft gestapelt sind. Auf der oberen Elektrode 17 ist eine Schutzschicht 18 vorgesehen. Eine On-Chip-Linsenschicht 19 ist über der Schutzschicht 18 geschaffen. Die On-Chip-Linsenschicht 19 enthält On-Chip-Linsen 19L und dient auch als Planarisierungsschicht.
  • Eine Durchgangselektrode 63 ist zwischen der ersten Oberfläche 11S1 und der zweiten Oberfläche 11S2 des Halbleitersubstrats 11 vorgesehen. Der organische fotoelektrische Wandler 11G ist über die Durchgangselektrode 63 mit einem Gate Gamp des Verstärkertransistors AMP und dem Floating-Diffusionsgebiet FD3 gekoppelt. Dies ermöglicht, dass das fotoelektrische Umwandlungselement 10 Ladungen, die in dem organischen fotoelektrischen Wandler 11G auf der Seite der ersten Oberfläche 11S1 des Halbleitersubstrats 11 erzeugt werden, über die Durchgangselektrode 63 gut zur Seite der zweiten Oberfläche 11S2 des Halbleitersubstrats 11 überträgt, wodurch Charakteristiken verbessert werden.
  • Die Durchgangselektrode 63 ist beispielsweise für jeden organischen fotoelektrischen Wandler 11G in jedem der fotoelektrischen Umwandlungselemente 10 vorgesehen. Die Durchgangselektrode 63 hat eine Funktion als Verbinder zwischen dem organischen fotoelektrischen Wandler 11G und sowohl dem Gate Gamp des Verstärkertransistors AMP als auch den Floating-Diffusionsgebiet FD3 und dient als Übertragungsweg von im organischen fotoelektrischen Wandler 11G erzeugten Ladungen (hier Elektronen).
  • Ein unteres Ende der Durchgangselektrode 63 ist mit einer Kopplungssektion 71A in der Verdrahtungsschicht 71 gekoppelt, und die Kopplungssektion 71A und das Gate Gamp des Verstärkertransistors AMP sind über einen ersten unteren Kontakt 75 miteinander gekoppelt. Die Kopplungssektion 71A und das Floating-Diffusionsgebiet FD3 sind über einen zweiten unteren Kontakt 76 miteinander gekoppelt. Es ist besonders zu erwähnen, dass 1 die Durchgangselektrode 63 mit einer zylindrischen Form veranschaulicht, die Durchgangselektrode 63 aber nicht darauf beschränkt ist und beispielsweise eine kegelförmige Form aufweisen kann.
  • Ein Rücksetzgate Grst des Rücksetztransistors RST ist wie in 1 veranschaulicht vorzugsweise dem Floating-Diffusionsgebiet FD3 benachbart angeordnet. Dies macht es möglich, im Floating-Diffusionsgebiet FD akkumulierte Ladungen durch den Rücksetztransistor RST zurückzusetzen.
  • In dem fotoelektrischen Umwandlungselement 10 gemäß der vorliegenden Ausführungsform wird Licht, das von der Seite der oberen Elektrode 17 aus in den organischen fotoelektrischen Wandler 11G eingetreten ist, durch die organische fotoelektrische Umwandlungsschicht 16 absorbiert. Dadurch erzeugte Exzitonen bewegen sich zu einer Grenzfläche zwischen einem Elektronendonator und einem Elektronenakzeptor, die in der fotoelektrischen Umwandlungsschicht 16 enthalten sind, und die Exzitonen werden getrennt, das heißt, die Exzitonen werden in Elektronen und Löcher getrennt. Hierin erzeugte Ladungen (Elektronen und Löcher) werden jeweils zu verschiedenen Elektroden mittels einer Diffusion befördert, die aus einer Differenz der Konzentration zwischen Trägern oder einem internen elektrischen Feld resultiert, das sich aus einer Differenz der Austrittsarbeit zwischen einer Anode (hier der oberen Elektrode 17) und einer Kathode (hier der unteren Elektrode 15) ergibt, und werden als Fotostrom detektiert. Außerdem ist es auch möglich, Transportrichtungen der Elektronen und der Löcher durch Anlegen eines Potentials zwischen der unteren Elektrode 15 und der oberen Elektrode 17 zu steuern. Die Anode ist hier eine Elektrode, die Löcher empfängt, und die Kathode ist eine Elektrode, die Elektronen empfängt.
  • Im Folgenden werden die Konfigurationen, Materialien und dergleichen der jeweiligen Ausführungsformen beschrieben.
  • Der organische fotoelektrische Wandler 11G ist ein organisches fotoelektrisches Umwandlungselement, das grünes Licht absorbiert, das einem Wellenlängenband eines Bereichs eines oder des ganzen selektiven Wellenlängenbandes (zum Beispiel von 450 nm bis 650 nm, beide inklusive) entspricht, um Elektron-Loch-Paare zu erzeugen.
  • Die untere Elektrode 15 liegt Lichtempfangsoberflächen der anorganischen fotoelektrischen Wandler 11B und 11R, die im Halbleitersubstrat 11 ausgebildet sind, direkt gegenüber und ist in einem diese Lichtempfangsoberflächen bedeckenden Gebiet vorgesehen. Die untere Elektrode 15 enthält einen elektrisch leitfähigen Film mit einer Lichtdurchlässigkeit und enthält beispielsweise ein Metalloxid mit einer elektrischen Leitfähigkeit. Konkret enthält die untere Elektrode 15 ein transparentes, elektrisch leitfähiges Material wie etwa Indiumoxid (In2O3), mit Zinn dotiertes In2O3 (ITO), Indiumzinnoxid (ITO), das kristallines ITO und amorphes ITO einschließt, Indiumzinkoxid (IZO), das präpariert wird, indem Indium als Dotierstoff Zinkoxid zugesetzt wird, Indiumgalliumoxid (IGO), das präpariert wird, indem Indium als Dotierstoff Galliumoxid zugesetzt wird, Indiumgalliumzinkoxid (IGZO, In-GaZnO4) , das präpariert wird, indem Indium und Gallium als Dotierstoffe Zinkoxid zugesetzt werden, IFO (mit F dotiertes In2O3), Zinnoxid (SnO2), ATO (mit Sb dotiertes SnO2), FTO (mit F dotiertes SnO2), Zinkoxid (einschließlich ZnO, das mit einem anderen Element dotiert ist), Aluminiumzinkoxid (AZO), das präpariert wird, indem Aluminium als Dotierstoff Zinkoxid zugesetzt wird, Galliumzinkoxid (GZO), das präpariert wird, indem Gallium als Dotierstoff Zinkoxid zugesetzt wird, Titanoxid (TiO2), Antimonoxid, Spinelloxid und ein Oxid mit einer YbFe2O4-Struktur. Neben diesen Materialien kann die untere Elektrode 15 eine transparente Elektrodenstruktur aufweisen, die Galliumoxid, Titanoxid, Nioboxid, Nickeloxid oder dergleichen als Basisschicht enthält. Eine Dicke der unteren Elektrode 15 reicht zum Beispiel von 20 nm bis 200 nm, beide inklusive, und vorzugsweise von 30 nm bis 100 nm, beide inklusive.
  • Die fotoelektrische Umwandlungsschicht 16 wandelt optische Energie in elektrische Energie um. Beispielsweise enthält die fotoelektrische Umwandlungsschicht 16 eine oder mehr Arten von organischen Halbleitermaterialien und enthält vorzugsweise einen oder beide eines Halbleiters vom p-Typ und eines Halbleiters vom n-Typ. Falls beispielsweise die organische fotoelektrische Umwandlungsschicht 16 zwei Arten organischer Halbleitermaterialien, das heißt den Halbleiter vom p-Typ und den Halbleiter vom n-Typ, enthält, ist einer des Halbleiters vom p-Typ und des Halbleiters vom n-Typ vorzugsweise ein Material mit einer Durchlässigkeit für sichtbares Licht, und der andere ist vorzugsweise ein Material, das eine fotoelektrische Umwandlung von Licht in einem selektiven Wellenlängenbereich (zum Beispiel von 450 nm bis 650 nm, beide inklusive) durchführt. Alternativ dazu enthält die organische fotoelektrische Umwandlungsschicht 16 drei Arten organischer Halbleitermaterialien, das heißt, ein Material (einen Lichtabsorber), das eine fotoelektrische Umwandlung von Licht in einem selektiven Wellenlängenbereich durchführt, und einen Halbleiter vom n-Typ und einen Halbleiter vom p-Typ, die eine Durchlässigkeit für sichtbares Licht aufweisen. In der vorliegenden Ausführungsform ist als der Halbleiter vom p-Typ zumindest eine Art eines durch den folgenden allgemeinen Ausdruck (1) repräsentierten organischen Halbleitermaterials enthalten.
    Figure DE112018005707T5_0003
    Figure DE112018005707T5_0004
    (X ist eines eines Sauerstoffatoms (O), eines Schwefelatoms (S) und eines Selenatoms (Se), und A1 und A2 sind jeweils unabhängig eine Arylgruppe, eine Heteroarylgruppe, eine Arylaminogruppe, eine Heteroarylaminogruppe, eine Arylgruppe mit einer Arylaminogruppe als Substituentengruppe, eine Arylgruppe mit einer Heteroarylaminogruppe als Substituentengruppe, eine Heteroarylgruppe mit einer Arylaminogruppe als Substituentengruppe, eine Heteroarylgruppe mit einer Heteroarylaminogruppe als Substituentengruppe oder ein Derivat davon.)
  • Aryl-Substituentengruppen der oben beschriebenen Arylgruppe und der oben beschriebenen Arylaminogruppe umfassen eine Phenylgruppe, eine Biphenylphenylgruppe, eine Naphthylgruppe, eine Naphthylphenylgruppe, eine Naphthylbiphenylgruppe, eine Phenylnaphthylgruppe, eine Tolylgruppe, eine Xylylgruppe, eine Terphenylgruppe, eine Anthracenylgruppe, eine Phenanthrylgruppe, eine Pyrenylgruppe, eine Tetracenylgruppe und eine Fluoranthenylgruppe. Heteroaryl-Substituentengruppe der oben beschriebenen Heteroarylgruppen und der oben beschriebenen Heteroarylaminogruppen umfassen eine Thienylgruppe, eine Thienylphenylgruppe, eine Thienylbiphenylgruppe, eine Thiazolylgruppe, eine Thiazolylphenylgruppe, eine Thiazolylbiphenylgruppe, eine Isothiazolylgruppe, eine Isothiazolylphenylgruppe, eine Isothiazolylbiphenylgruppe, eine Furanylgruppe, eine Furanylphenylgruppe, eine Furanylbiphenylgruppe, eine O-xazolylgruppe, eine Oxazolylphenylgruppe, eine Oxazolylbiphenylgruppe, eine Oxadiazolylgruppe, eine Oxadiazolylphenylgruppe, eine Oxadiazolylbiphenylgruppe, eine Isooxazolylgruppe, eine Benzothienylgruppe, eine Benzothienylphenylgruppe, eine Benzothienylbiphenylgruppe, eine Benzofuranylgruppe, eine Pyridinylgruppe, eine Pyridinylphenylgruppe, eine Pyridinylbiphenylgruppe, eine Chinolinylgruppe, eine Chinolylphenylgruppe, eine Chinolylbiphenylgruppe, eine Isochinolylgruppe, eine Isochinolylphenylgruppe, eine Isochinolylbiphenylgruppe, eine Acridinylgruppe, eine Indolgruppe, eine Indolphenylgruppe, eine Indolbiphenylgruppe, eine Imidazolgruppe, eine Imidazolphenylgruppe, eine Imidazolbiphenylgruppe, eine Benzimidazolgruppe, eine Benzimidazolphenylgruppe, eine Benzimidazolbiphenylgruppe und eine Carbazolylgruppe.
  • Beispielsweise weist das durch den obigen allgemeinen Ausdruck (1) repräsentierte organische Halbleitermaterial vorzugsweise eine Durchlässigkeit für sichtbares Licht auf. Konkret hat das organische Halbleitermaterial in einem Einschicht-Film mit einer Filmdicke von 5 nm bis 100 nm, beide inklusive, vorzugsweise ein Lichtabsorptionsvermögen von 0% bis 3%, beide inklusive, bei einer Wellenlänge von 450 nm oder größer, ein Lichtabsorptionsvermögen von 0% bis 30%, beide inklusive, bei einer Wellenlänge von 425 nm und ein Lichtabsorptionsvermögen von 0% bis 80%, beide inklusive, bei einer Wellenlänge von 400 nm. Außerdem hat das durch den oben beschriebenen allgemeinen Ausdruck (1) repräsentierte organische Halbleitermaterial vorzugsweise eine Energiedifferenz von 1,1 eV oder größer zwischen einem scheinbaren HOMO-Niveau in der organischen fotoelektrischen Umwandlungsschicht 16 und einem LUMO-Niveau eines Materials, das von dem durch den allgemeinen Ausdruck (1) repräsentierten organischen Halbleitermaterial in der organischen fotoelektrischen Umwandlungsschicht verschieden ist. Hier wird das scheinbare HOMO-Niveau erhalten, indem ein Ionisierungspotential, das durch das organische Halbleitermaterial im allgemeinen Ausdruck (1) innerhalb der fotoelektrischen Umwandlungsschicht repräsentiert wird, unter Verwendung einer GCIB-UPS-Einrichtung mit einer kombinierten Ultraviolett-Fotoelektronenspektroskopie (UPS) und einer Gas-Cluster-Ionenkanone (GCIB) gemessen wird, falls ein anderes Material als das durch den allgemeinen Ausdruck (1) repräsentierte organische Halbleitermaterial ebenfalls in der fotoelektrischen Umwandlungsschicht enthalten ist.
  • Beispiele des durch den oben beschriebenen allgemeinen Ausdruck (1) repräsentierten organischen Halbleitermaterials umfassen ein Benzobisbenzothiophen-(BBBT)-Derivat, das durch den folgenden allgemeinen Ausdruck (1') repräsentiert wird. Spezifische Beispiele davon umfassen Verbindungen, die durch die folgenden Ausdrücke (1-1) und (1-2) repräsentiert werden.
    Figure DE112018005707T5_0005
    (A1 und A2 sind jeweils unabhängig eine Arylgruppe, eine Heteroarylgruppe, eine Arylaminogruppe, eine Heteroarylaminogruppe, eine Arylgruppe mit einer Arylaminogruppe als Substituentengruppe, eine Arylgruppe mit einer Heteroarylaminogruppe als Substituentengruppe, eine Heteroarylgruppe mit einer Arylaminogruppe als Substituentengruppe, eine Heteroarylgruppe mit einer Heteroarylaminogruppe als Substituentengruppe oder ein Derivat davon.)
    Figure DE112018005707T5_0006
    Figure DE112018005707T5_0007
  • Die organische fotoelektrische Umwandlungsschicht 16 nutzt zusätzlich zu dem oben beschriebenen BBBT-Derivat vorzugsweise Fulleren C60, das durch den folgenden allgemeinen Ausdruck (2) repräsentiert wird, oder ein Derivat davon, oder Fulleren C70, das durch den folgenden Ausdruck (3) repräsentiert wird, oder ein Derivat davon. Eine Verwendung von zumindest einer Art von Fulleren C60, Fulleren C70 und Derivaten davon macht es möglich, eine fotoelektrische Umwandlungseffizienz weiter zu verbessern.
    Figure DE112018005707T5_0008
    (R1 und R2 sind jeweils ein Wasserstoffatom, ein Halogenatom, eine geradkettige, verzweigte oder cyclische Alkylgruppe, eine Phenylgruppe, eine Gruppe mit einer aromatischen Verbindung in Form einer geraden Kette oder eines kondensierten Rings, eine Gruppe mit einer Halogenverbindung, eine partielle Fluoralkylgruppe, eine Perfluoralkylgruppe, eine Silylalkylgruppe, eine Silylalkoxygruppe, eine Arylsilylgruppe, eine Arylsulfanylgruppe, eine Alkylsulfanylgruppe, eine Arylsulfonylgruppe, eine Alkylsulfonylgruppe, eine Arylsulfidgruppe, eine Alkylsulfidgruppe, eine Aminogruppe, eine Alkylaminogruppe, eine Arylaminogruppe, eine Hydroxygruppe, eine Alkoxygruppe, eine Acylaminogruppe, eine Acyloxygruppe, eine Carbonylgruppe, eine Carboxygruppe, eine Carboxamidgruppe, eine Carboalkoxygruppe, eine Acylgruppe, eine Sulfonylgruppe, eine Cyanogruppe, eine Nitrogruppe, eine Gruppe mit einer Chalcogenverbindung, eine Phosphingruppe, eine Phosphongruppe oder beliebige Derivate davon. Jedes n und m ist 0 oder eine ganze Zahl 1 oder größer.)
  • Die organische fotoelektrische Umwandlungsschicht 16 nutzt zusätzlich zu dem oben beschriebenen BBBT-Derivat vorzugsweise ein Material (Lichtabsorber), das eine fotoelektrische Umwandlung von Licht in einem selektiven Wellenlängenbereich durchführt. Beispielsweise wird vorzugsweise ein organisches Halbleitermaterial mit einer maximalen Absorptionswellenlänge bei einer längeren Wellenlänge als blaues Licht (einer Wellenlänge von 450 nm) genutzt, und konkreter wird beispielsweise ein organisches Halbleitermaterial mit einer maximalen Absorptionswellenlänge in einem Wellenlängengebiet von 500 nm bis 600 nm, beide inklusive, vorzugsweise verwendet. Dies macht es möglich, eine fotoelektrische Umwandlung von grünem Licht in dem organischen fotoelektrischen Wandler 11G selektiv durchzuführen. Beispiele solcher Materialien umfassen Subphthalocyanin, das durch den folgenden allgemeinen Ausdruck (4) repräsentiert wird, und ein Derivat davon.
    Figure DE112018005707T5_0009
    Figure DE112018005707T5_0010
    (R3 bis R14 werden jeweils unabhängig aus einer Gruppe ausgewählt, die aus einem Wasserstoffatom, einem Halogenatom, einer geradkettigen, verzweigten oder cyclischen Alkylgruppe, einer Thioalkylgruppe, einer Thioarylgruppe, einer Arylsulfonylgruppe, einer Alkylsulfonylgruppe, einer Aminogruppe, einer Alkylaminogruppe, einer Arylaminogruppe, einer Hydroxygruppe, einer Alkoxygruppe, einer Acylaminogruppe, einer Acyloxygruppe, einer Phenylgruppe, einer Carboxygruppe, einer Carboxamidgruppe, einer Carboalkoxygruppe, einer Acylgruppe, einer Sulfonylgruppe, einer Cyanogruppe und einer Nitrogruppe besteht, und beliebige Benachbarte von R3 bis R14 sind optional Teil eines kondensierten aliphatischen Rings oder eines kondensierten aromatischen Rings. Der kondensierte aliphatische Ring oder der kondensierte aromatische Ring, die oben beschrieben wurden, enthalten optional ein oder eine Vielzahl von anderen Atomen als Kohlenstoff. M ist Bor oder ein zweiwertiges oder dreiwertiges Metall. X ist eine Substituentengruppe, die aus einer Gruppe ausgewählt wird, die aus einem Halogen, einer Hydroxygruppe, einer Thiolgruppe, einer Imidgruppe, einer substituierten oder nicht-substituierten Alkoxygruppe, einer substituierten oder nicht-substituierten Aryloxygruppe, einer substituierten oder nicht-substituierten Alkylgruppe, einer substituierten oder nicht-substituierten Alkylthiogruppe und einer substituierten oder nicht-substituierten Arylthiogruppe besteht.)
  • Die organische fotoelektrische Umwandlungsschicht 16 wird vorzugsweise gebildet, wobei eine Art des oben beschriebenen BBBT-Derivats, eine Art von Subphthalocyanin oder ein Derivat davon oder eine Art von Fulleren C60, Fulleren C70 oder ein Derivat davon verwendet wird. Eine Kombination des oben beschriebenen BBBT-Derivats, Subphthalocyanins oder eines Derivats davon und Fullerens C60, Fullerens C70 oder eines Derivats davon dient je nach miteinander zu kombinierenden Materialien als Halbleiter vom p-Typ oder Halbleiter vom n-Typ.
  • Außerdem kann die organische fotoelektrische Umwandlungsschicht 16 zusätzlich zu den oben beschriebenen Materialien als Halbleiter vom p-Typ und Halbleiter vom n-Typ die folgenden organischen Halbleitermaterialien enthalten.
  • Beispiele des Halbleiters vom p-Typ umfassen ein Naphthalen-Derivat, ein Anthracen-Derivat, ein Phenanthren-Derivat, ein Pyren-Derivat, ein Perylen-Derivat, ein Tetracen-Derivat, ein Pentacen-Derivat und ein Chinacridon-Derivat. Ferner umfassen die Beispiele Materialien auf Thienoacen-Basis, die typisiert werden durch ein Thiophen-Derivat, ein Thienothiophen-Derivat, ein Benzothiophen-Derivat, ein Benzothienobenzothiophen-(BTBT)-Derivat, ein Dinaphthothienothiophen-(DNTT)-Derivat, ein Dianthracenthienothiophen-(DATT)-Derivat, ein Thienobisbenzothiophen-(TBBT)-Derivat, ein Dibenzothienobisbenzothiophen-(DBTBT)-Derivat, ein Dithienobenzodithiophen-(DTBDT)-Derivat, ein Dibenzothienothiophen-(DBTDT)-Derivat, ein Benzodithiophen-(BDT)-Derivat, ein Naphthodithiophen-(NDT)-Derivat, ein Anthracenodithiophen-(ADT)-Derivat, ein Tetracenodithiophen-(TDT)-Derivat und ein Pentacenodithiophen-(PDT)-Derivat. Zusätzlich zu diesen Materialien umfassen die Beispiele ein Triallylamin-Derivat, ein Carbazol-Derivat, ein Picen-Derivat, ein Chrysen-Derivat, ein Fluoranthen-Derivat, ein Phthalocyan-Derivat, ein Subphthalocyan-Derivat, ein Subporphyrazin-Derivat, einen Metallkomplex mit einer heterocyclischen Verbindung als Liganden, ein Polythiophen-Derivat, ein Polybenzothiadiazol-Derivat, ein Polyfluor-Derivat und dergleichen.
  • Beispiele des Halbleiters vom n-Typ umfassen zusätzlich zu Fulleren C60 und Fulleren C70 höhere Fullerene wie etwa Fulleren C74, endohedrale Fullerene und Derivate davon (zum Beispiel ein Fulleren-Fluorid, eine PCBM-Fulleren-Verbindung, ein Fulleren-Multimer und dergleichen). Zusätzlich zu diesen Materialien ist es möglich, einen organischen Halbleiter mit einem größeren HOMO-Wert und einem größeren LUMO-Wert (niedrigstes unbesetztes Molekülorbital) als der Halbleiter vom p-Typ und ein transparentes anorganisches Metalloxid zu verwenden. Spezifische Beispiele davon umfassen eine heterocyclische Verbindung, die ein Stickstoffatom, ein Sauerstoffatom, ein Schwefelatom enthält. Beispiele der heterocyclischen Verbindung umfassen ein Pyridin-Derivat, ein Pyrazin-Derivat, ein Pyrimidin-Derivat, ein Triazin-Derivat, ein Chinolin-Derivat, ein Chinoxalin-Derivat, ein Isochinolin-Derivat, ein Acridin-Derivat, ein Phenazin-Derivat, ein Phenanthrolin-Derivat, ein Tetrazol-Derivat, ein Pyrazol-Derivat, ein Imidazol-Derivat, ein Thiazol-Derivat, ein Oxazol-Derivat, ein Imidazol-Derivat, ein Benzimidazol-Derivat, ein Benzotriazol-Derivat, ein Benzoxazol-Derivat, ein Benzoxazol-Derivat, ein Carbazol-Derivat, ein Benzofuran-Derivat, ein Dibenzofuran-Derivat, ein Subporphyrazin-Derivat, ein Polyphenylenvinylen-Derivat, ein Polybenzothiadiazol-Derivat, ein organisches Molekül, das ein Polyfluoren-Derivat aufweist oder dergleichen in einem Bereich eines Molekülskeletts, einen organischen Metallkomplex und ein Subphthalocyanin-Derivat. Beispiele einer Gruppe oder dergleichen, die in einem Fulleren-Derivat enthalten sind, umfassen ein Halogenatom, eine geradkettige, verzweigte oder cyclische Alkylgruppe oder Phenylgruppe, eine Gruppe mit einer geradkettigen oder kondensierten aromatischen Verbindung, eine Gruppe mit einem Halid, eine partielle Fluoralkylgruppe, eine Perfluoralkylgruppe, eine Silylalkylgruppe, eine Silylalkoxygruppe, eine Arylsilylgruppe, eine Arylsulfanylgruppe, eine Alkylsulfanylgruppe, eine Arylsulfonylgruppe, eine Alkylsulfonylgruppe, eine Arylsulfidgruppe, eine Alkylsulfidgruppe, eine Aminogruppe, eine Alkylaminogruppe, eine Arylaminogruppe, eine Hydroxygruppe, eine Alkoxygruppe, eine Acylaminogruppe, eine Acyloxygruppe, eine Carbonylgruppe, eine Carboxygruppe, eine Carboxamidgruppe, eine Carbalkoxygruppe, eine Acylgruppe, eine Sulfonylgruppe, eine Cyanogruppe, eine Nitrogruppe, eine Gruppe, die ein Chalcogenid aufweist, eine Phosphingruppe, eine Phosphongruppe und Derivate davon.
  • Die organische fotoelektrisch Umwandlungsschicht 16 kann eine Einschicht-Struktur oder eine gestapelte Struktur aufweisen. Falls die organische fotoelektrische Umwandlungsschicht 16, wie oben beschrieben wurde, als Einschicht-Struktur konfiguriert ist, ist es zum Beispiel möglich, einen des Halbleiters vom p-Typ und des Halbleiters vom n-Typ oder beide zu verwenden. Falls die organische fotoelektrische Umwandlungsschicht 16 unter Verwendung sowohl des Halbleiters vom p-Typ als auch des Halbleiters vom n-Typ konfiguriert wird, werden der Halbleiter vom p-Typ und der Halbleiter vom n-Typ gemischt, um eine Bulk-Heterostruktur in der organischen fotoelektrischen Umwandlungsschicht 16 zu bilden. In dieser organischen fotoelektrischen Umwandlungsschicht 16 kann ferner ein Material (Lichtabsorber), das eine fotoelektrische Umwandlung von Licht in einem selektiven Wellenlängenbereich durchführt, gemischt werden. Falls die organische fotoelektrische Umwandlungsschicht 16 als gestapelte Struktur konfiguriert wird, umfassen Beispiele der gestapelten Struktur Zweischicht-Strukturen aus der Halbleiterschicht vom p-Typ/der Halbleiterschicht vom n-Typ, der Halbleiterschicht vom p-Typ/einer gemischten Schicht (Bulk-Heteroschicht), die den Halbleiter vom p-Typ und den Halbleiter vom n-Typ umfasst, und der Halbleiterschicht vom n-Typ/einer gemischten Schicht (Bulk-Heteroschicht), die den Halbleiter vom p-Typ und den Halbleiter vom n-Typ umfasst, oder eine Dreischicht-Struktur der Halbleiterschicht vom p-Typ/einer gemischten Schicht (Bulk-Heteroschicht), die den Halbleiter vom p-Typ und den Halbleiter vom n-Typ /der Halbleiterschicht vom n-Typ umfasst. Es ist besonders zu erwähnen, dass in der organischen fotoelektrischen Umwandlungsschicht 16 enthaltene jeweilige Schichten zwei oder mehr Arten von Halbleitern vom p-Typ und zwei oder mehr Arten von Halbleitern vom n-Typ umfassen können.
  • Die Dicke der organischen fotoelektrischen Umwandlungsschicht 16 ist nicht sonderlich beschränkt; aber die Dicke kann beispielsweise von 10 nm bis 500 nm, beide inklusive, vorzugsweise von 25 nm bis 300 nm, beide inklusive, bevorzugter von 25 nm bis 200 nm, beide inklusive, und noch bevorzugter von 100 nm bis 180 nm, beide inklusive, reichen.
  • Es ist besonders zu erwähnen, dass organische Halbleiter oft in einen p-Typ und einen n-Typ klassifiziert werden; der p-Typ aber bedeutet, dass Löcher leicht transportiert werden, und der n-Typ bedeutet, dass Elektronen leicht transportiert werden. Der p-Typ und der n-Typ in organischen Halbleitern sind nicht auf eine Interpretation beschränkt, dass der organische Halbleiter Löcher oder Elektronen als überwiegende Träger einer thermischen Anregung ähnlich einem anorganischen Halbleiter aufweist.
  • Die obere Elektrode 17 enthält einen elektrisch leitfähigen Film mit einer Lichtdurchlässigkeit ähnlich der unteren Elektrode 15. In der Bildgebungseinrichtung 1, die das fotoelektrische Umwandlungselement 10 als ein Pixel nutzt, kann die obere Elektrode 17 für jedes der Pixel separat vorgesehen sein oder kann als gemeinsame Elektrode für die jeweiligen Pixel ausgebildet sein. Eine Dicke der oberen Elektrode 17 reicht beispielsweise von 10 nm bis 200 nm, beide inklusive, und vorzugsweise von 30 nm, bis 100 nm, beide inklusive.
  • Die untere Elektrode 15 und die obere Elektrode 17 können ferner mit einem Isoliermaterial bedeckt sein. Beispiele eines Materials einer Deckschicht, die die untere Elektrode 15 und die obere Elektrode 17 bedeckt, umfassen anorganische Isoliermaterialien, die einen Isolierfilm mit hoher Dielektrizitätskonstante bilden, wie etwa ein Material auf Siliziumoxidbasis und ein Metalloxid wie etwa Siliziumnitrid (SiNx) und Aluminiumoxid (Al2O3). Außerdem können Polymethylmetacrylat (PMMA), Polyvinylphenol (PVP), Polyvinylalkohol (PVA), Polyimid, Polycarbonat (PC), Polyethylenterephthalat (PET), Polystyrol, ein Silanol-Derivat (Silan koppelndes Mittel) wie etwa N-2(Aminoethyl)3-aminopropyltrimethoxysilan (AEAPTMS), 3-Mercaptopropyltrimethoxysilan (MPTMS) und Octadecyltrichlorsilan (OTS), oder ein organisches Isoliermaterial (organisches Polymer) wie etwa geradkettige Kohlenwasserstoffe mit einer funktionalen Gruppe, die an eine Elektrode an einem Ende von Octadecanethiol, Dodecylisocyanat oder dergleichen gebondet werden kann, verwendet werden. Außerdem kann eine Kombination dieser Materialien genutzt werden. Es ist möglich, eine Kombination dieser Materialien zu verwenden. Es ist besonders zu erwähnen, dass Beispiele des Materials auf Siliziumoxidbasis Siliziumoxid (SiOx), BPSG, PSG, BSG, AsSG, PbSG, Siliziumoxynitrid (SiON), SOG (Spin-on-Glas), ein Material mit niedriger Dielektrizitätskonstante (zum Beispiel Polyarylether, ein Cycloperfluorkohlenstoff-Polymer, Benzocyclobuten, ein cyclisches Fluorharz, Polytetrafluorethylen, fluorierten Arylether, fluoriertes Polyimid, amorphen Kohlenstoff und organisches SOG) umfassen. Als ein Verfahren zum Ausbilden der Deckschicht ist es beispielsweise möglich, ein Trockenverfahren zur Filmbildung und ein Nassverfahren zur Filmbildung zu verwenden, die später beschrieben werden sollen.
  • Es ist besonders zu erwähnen, dass irgendeine andere Schicht zwischen der organischen fotoelektrischen Umwandlungsschicht 16 und der unteren Elektrode 15 und zwischen der organischen fotoelektrischen Schicht 16 und der oberen Elektrode vorgesehen werden kann. Konkret können beispielsweise, wie in 2 veranschaulicht ist, Pufferschichten 16A und 16B zwischen der organischen fotoelektrischen Umwandlungsschicht 16 und der unteren Elektrode 15 bzw. zwischen der organischen fotoelektrischen Umwandlungsschicht 16 und der oberen Elektrode 17 vorgesehen werden.
  • Die Pufferschicht 16A verbessert eine elektrische Bonding-Fähigkeit zwischen der organischen fotoelektrischen Umwandlungsschicht 16 und der unteren Elektrode 15. Außerdem dient die Pufferschicht 16A dazu, eine elektrische Kapazität des fotoelektrischen Umwandlungselements 10 einzustellen. Als Material der Pufferschicht 16A ist es wie bei der folgenden Pufferschicht 16B möglich, ein organisches Halbleitermaterial, das durch den oben beschriebenen allgemeinen Ausdruck (1) repräsentiert wird, wie etwa ein BBBT-Derivat, zu verwenden. Neben diesem Material wird vorzugsweise ein Material mit einer größeren (tieferen) Austrittsarbeit als ein in der Pufferschicht 16B verwendetes Material genutzt. Konkret ist ein vorzuziehendes Beispiel ein Material, das ein organisches Molekül und ein organischer Metallkomplex mit, als Teil eines Molekülskeletts, einem heterocyclischen Ring, der Stickstoff (N) enthält, ist, wie etwa Pyridin, Chinolin, Acridin, Indol, Imidazol, Benzimidazol, Phenanthrolin, Naphthalentetracarboxidimid, Naphthalendicarboxylsäure-Monoimid, Hexaazatriphenylen und Hexaazatrinaphthylen, und eine geringe Absorption in einem sichtbaren Bereich aufweist. Falls die Pufferschicht 16A, die ein dünner Film mit einer Dicke von etwa 5 nm bis etwa 20 nm ist, als eine Ladungen blockierende Schicht auf einer Kathodenseite verwendet wird, ist es außerdem möglich, ein durch Fulleren C60 und Fulleren C70 typifiziertes Fulleren mit einer Absorption in einem Bereich sichtbaren Lichts von 400 nm bis 700 nm und ein Derivat davon zu verwenden.
  • Die Pufferschicht 16B verbessert die elektrische Bonding-Fähigkeit zwischen der oberen Elektrode 17 und der organischen fotoelektrischen Umwandlungsschicht 16. Außerdem dient die Pufferschicht 16B dazu, eine elektrische Kapazität des fotoelektrischen Umwandlungselements 10 einzustellen. Als ein Material der Pufferschicht 16 wird vorzugsweise das durch den oben beschriebenen allgemeinen Ausdruck (1) repräsentierte organische Halbleitermaterialien wie etwa ein BBBT-Derivat verwendet. Zusätzlich zu dem organischen Halbleitermaterial werden Materialien auf der Basis aromatischer Amine verwendet, die typifiziert werden durch eine Triallylamin-Verbindung, eine Benzidin-Verbindung und eine Styrylamin-Verbindung, ein Carbazol-Derivat, ein Indolocarbazol-Derivat, ein Naphthalen-Derivat, ein Anthracen-Derivat, ein Phenanthren-Derivat, ein Pyren-Derivat, ein Perylen-Derivat, ein Tetracen-Derivat, ein Pentacen-Derivat, ein Perylen-Derivat, ein Picen-Derivat, ein Chrysen-Derivat, ein Fluoranthen-Derivat, ein Phthalocyanin-Derivat, ein Subphthalocyanin-Derivat, ein Hexaazatriphenylen-Derivat und einen Metallkomplex, der eine heterocyclische Verbindung als Liganden enthält. Außerdem werden Materialien auf Thienoacen-Basis verwendet, die typifiziert werden durch ein Thiophen-Derivat, ein Thienothiophen-Derivat, ein Benzothiophen-Derivat, ein Benzothienobenzothiophen-(BTBT)-Derivat, ein Dinaphthothienothiophen-(DNTT)-Derivat, ein Dianthracenothienothiophen (DATT)-Derivat, ein Thienobisbenzothiophen-(TBBT)-Derivat, ein Dibenzothienobisbenzothiophen-(DBTBT)-Derivat, ein Dithienobenzodithiophen-(DTBDT)-Derivat, ein Dibenzothienothiophen-(DBTDT)-Derivat, ein Benzodithiophen-(BDT)-Derivat, ein Naphthodithiophen-(NDT)-Derivat, ein Anthracenodithiophen-(ADT)-Derivat, ein Tetracenodithiophen-(TDT)-Derivat, und ein Pentacenodithiophen-(PDT)-Derivat. Verbindungen wie etwa Poly(3,4-ethylendioxythiophen)/Polystyrolsulfonat [PEDOT/PSS], Polyanilin, Molybdänoxid (MoOx), Rutheniumoxid (RuOx), Vanadiumoxid (VOx) und Wolframoxid (WOx) werden verwendet. Falls insbesondere eine Filmdicke der Pufferschicht 16B erhöht wird, um eine elektrische Kapazität stark zu reduzieren, wird vorzugsweise ein Material auf Thienoacen-Basis mit einer hohen Träger-Transportfähigkeit verwendet.
  • Es ist besonders zu erwähnen, dass die Pufferschichten 16A und 16B wie bei der organischen fotoelektrischen Umwandlungsschicht 16 eine Einschicht-Struktur oder eine gestapelte Struktur aufweisen können. Eine Dicke pro Schicht der Pufferschichten 16A und 16B ist nicht sonderlich beschränkt, sondern kann beispielsweise von 5 nm bis 500 nm, beide inklusive, vorzugsweise von 5 nm bis 200 nm, beide inklusive, und bevorzugter von 5 nm bis 100 nm, beide inklusive, reichen. Außerdem können von der oberen Elektrode 17 aus beispielsweise ein Untergrundfilm, eine Lochtransportschicht, ein Elektronen blockierender Film, die organische fotoelektrische Umwandlungsschicht 16, eine Löcher blockierende Schicht, eine Elektronentransportschicht, ein Film zur Einstellung einer Austrittsarbeit und dergleichen der Reihe nach gestapelt sein.
  • Die Schicht 12A mit fixierten Ladungen kann ein Film mit positiven fixierten Ladungen oder ein Film mit negativen fixierten Ladungen sein. Beispiele eines Materials des Films mit den negativen fixierten Ladungen umfassen Hafniumoxid, Aluminiumoxid, Zirkoniumoxid, Tantaloxid, Titanoxid und dergleichen. Außerdem kann neben den oben beschriebenen Materialien als Material auch Lanthanoxid, Praseodymoxid, Ceroxid, Neodymoxid, Promethiumoxid, Samariumoxid, Europiumoxid, Gadoliniumoxid, Terbiumoxid, Dysprosiumoxid, Holmiumoxid, Thuliumoxid, Ytterbiumoxid, Lutetiumoxid, Yttriumoxid, ein Aluminiumnitridfilm, ein Hafniumoxynitrid-Film, ein Aluminiumoxynitridfilm oder dergleichen verwendet werden.
  • Die Schicht 12A mit fixierten Ladungen kann eine Konfiguration aufweisen, in der zwei oder mehr Arten von Filmen gestapelt sind. Dies macht es möglich, eine Funktion als Lochakkumulationsschicht beispielsweise in dem Fall des Films mit negativen fixierten Ladungen weiter zu verbessern.
  • Obgleich ein Material der dielektrischen Schicht 12B nicht konkret beschränkt ist, wird die dielektrische Schicht 12B unter Verwendung beispielsweise eines Siliziumoxidfilms, TEOS, eines Siliziumnitridfilms, eines Siliziumoxynitridfilms oder dergleichen gebildet.
  • Die Zwischenschicht-Isolierungsschicht 14 umfasst zum Beispiel einen Einschicht-Film, der eine Art von Siliziumoxid, Siliziumnitrid, Siliziumoxynitrid (SiON) und dergleichen enthält, oder einen gestapelten Film, der zwei oder mehr Arten davon enthält.
  • Die Schutzschicht 18 enthält ein Material mit einer Lichtdurchlässigkeit und umfasst beispielsweise einen Einschicht-Film, der eines von Siliziumoxid, Siliziumnitrid, Siliziumoxynitrid und dergleichen enthält, oder einen gestapelten Film, der zwei oder mehr Arten davon enthält. Eine Dicke der Schutzschicht 18 reicht beispielsweise von 100 nm bis 30000 nm.
  • Die On-Chip-Linsenschicht 19 ist auf der Schutzschicht 18 ausgebildet, so dass sie eine ganze Oberfläche der Schutzschicht 18 bedeckt. Eine Vielzahl von On-Chip-Linsen 19L (Mikrolinsen) ist auf einer vorderen Oberfläche der On-Chip-Linse 19 vorgesehen. Die On-Chip-Linsen 19L konzentrieren von oberhalb der On-Chip-Linsen 19L ankommendes Licht auf jede der Lichtempfangsoberflächen des organischen fotoelektrischen Wandlers 11G und der anorganischen fotoelektrischen Wandler 11B und 11R. In der vorliegenden Ausführungsform ist die Mehrschicht-Verdrahtung 70 auf der Seite der zweiten Oberfläche 11S2 des Halbleitersubstrats 11 ausgebildet, was ermöglicht, die jeweiligen Lichtempfangsoberflächen des organischen fotoelektrischen Wandlers 11G und der anorganischen fotoelektrischen Wandler 11B und 11R nahe beieinander anzuordnen und eine Schwankung in der Empfindlichkeit zwischen jeweiligen Farben, die je nach F-Zahl der On-Chip-Linsen 19L hervorgerufen wird, zu reduzieren.
  • 3 ist eine Draufsicht eines Konfigurationsbeispiels eines Bildgebungselements, das ein Pixel enthält, worin eine Vielzahl fotoelektrischer Wandler (zum Beispiel die anorganischen fotoelektrischen Wandler 11B und 11R und der organische fotoelektrische Wandler 11G, die oben beschrieben wurden), für die die Technologie gemäß der vorliegenden Offenbarung verwendet wird, gestapelt sind. Das heißt, 3 veranschaulicht ein Beispiel einer planaren Konfiguration des Einheitspixels P, das in einer in 8 veranschaulichten Pixel-Sektion 1a enthalten ist.
  • Das Einheitspixel P umfasst ein fotoelektrisches Umwandlungsgebiet 1100, worin ein roter fotoelektrischer Wandler (der anorganische fotoelektrische Wandler 11R in 1), ein blauer fotoelektrischer Wandler (der anorganische fotoelektrische Wandler 11B in 1) und ein grüner fotoelektrischer Wandler (der organische fotoelektrische Wandler 11G in 1), die eine fotoelektrische Umwandlung von Licht mit Wellenlängen R (Rot), G (Grün) bzw. B (Blau) durchführen, (keiner von ihnen ist in 3 dargestellt), von einer Lichtempfangsoberfläche (der Lichteinfallsseite S1 in 1) aus beispielsweise in drei Schichten in der Reihenfolge des grünen fotoelektrischen Wandlers, des blauen fotoelektrischen Wandlers und des roten fotoelektrischen Wandlers gestapelt sind. Ferner enthält des Einheitspixel P eine Tr-Gruppe 1110, eine Tr-Gruppe 1120 und eine Tr-Gruppe 1130 als Ladungs-Auslesesektionen, die Ladungen entsprechend Licht mit den Wellenlängen R, G und B von dem roten fotoelektrischen Wandler, dem grünen fotoelektrischen Wandler bzw. dem blauen fotoelektrischen Wandler auslesen. In der Bildgebungseinrichtung 1 wird in einem Einheitspixel eine Dispersion in der longitudinalen Richtung, das heißt, eine Dispersion von Licht von RGB, in den Schichten als der rote fotoelektrische Wandler, der grüne fotoelektrische Wandler bzw. der blaue fotoelektrische Wandler durchgeführt, die im fotoelektrischen Umwandlungsgebiet 1100 gestapelt sind.
  • Die Tr-Gruppe 1110, die Tr-Gruppe 1120 und die Tr-Gruppe 1130 sind auf der Peripherie des fotoelektrischen Umwandlungsgebiets 1100 ausgebildet. Die Tr-Gruppe 1110 gibt als Pixelsignal Licht R entsprechende Signalladungen ab, die im roten fotoelektrischen Wandler erzeugt und akkumuliert wurden. Die Tr-Gruppe 1110 umfasst einen Übertragungs-Tr (MOSFET) 1111, einen Rücksetz-Tr 1112, einen Verstärkungs-Tr 1113 und einen Auswahl-Tr 1114. Die Tr-Gruppe 1120 gibt als Pixelsignal Licht B entsprechende Signalladungen ab, die im blauen fotoelektrischen Wandler erzeugt und akkumuliert wurden. Die Tr-Gruppe 1120 umfasst einen Übertragungs-Tr 1121, einen Rücksetz-Tr 1122, einen Verstärkungs-Tr 1123 und einen Auswahl-Tr 1124. Die Tr-Gruppe 1130 gibt als Pixelsignal Licht G entsprechende Signalladungen ab, die im grünen fotoelektrischen Wandler erzeugt und akkumuliert wurden. Die Tr-Gruppe 1130 umfasst einen Übertragungs-Tr 1131, einen Rücksetz-Tr 1132, einen Verstärkungs-Tr 1133 und einen Auswahl-Tr 1134.
  • Der Übertragungs-Tr 1111 enthält ein Gate G, ein Source/Drain-Gebiet S/D und ein FD (Floating-Diffusionsgebiet) 1115 (Source/Drain-Gebiet, das als das FD 1115 dient). Der Übertragungs-Tr 1121 enthält das Gate G, das Source/Drain-Gebiet S/D und ein FD 1125. Der Übertragungs-Tr 1131 enthält das Gate G, den grünen fotoelektrischen Wandler (das heißt, das mit dem grünen fotoelektrischen Wandler gekoppelte Source/Drain-Gebiet S/D) im fotoelektrischen Umwandlungsgebiet 1100 und ein FD 1135. Es ist besonders zu erwähnen, dass das Source/Drain-Gebiet des Übertragungs-Tr 1111 mit dem roten fotoelektrischen Wandler im fotoelektrischen Umwandlungsgebiet 1100 gekoppelt ist und das Source/Drain-Gebiet S/D des Übertragungs-Tr 1121 mit dem blauen fotoelektrischen Wandler im fotoelektrischen Umwandlungsgebiet 1100 gekoppelt ist.
  • Jeder der Rücksetz-Trs 1112, 1132 und 1122, der Verstärkungs-Trs 1113, 1133 und 1123 und der Auswahl-Trs 1114, 1134 und 1124 enthält das Gate G und ein Paar Source/Drain-Gebiete S/D, die so angeordnet sind, dass sie das Gate G dazwischen anordnen bzw. aufnehmen.
  • Die FDs 1115, 1135 und 1125 sind jeweils mit den Source/Drain-Gebieten S/D gekoppelt, die als Sources der Rücksetz-Trs 1112, 1132 und 1122 dienen, und sind mit den Gates G der Verstärkungs-Trs 1113, 1133 bzw. 1123 gekoppelt. Eine Stromquelle Vdd ist mit jedem des dem Rücksetz-Tr 1112 und dem Verstärkungs-Tr 1113 gemeinsamen Source/Drain-Gebiets S/D, des dem Rücksetz-Tr 1132 und dem Verstärkungs-Tr 1133 gemeinsamen Source/Drain-Gebiets S/D und des dem Rücksetz-Tr 1122 und des Verstärkungs-Tr 1123 gemeinsamen Source/Drain-Gebiets S/D gekoppelt. Eine VSL (vertikale Signalleitung) ist mit jedem der Source/Drain-Gebiete S/D gekoppelt, die als Sources der Auswahl-Trs 1114, 1134 und 1124 dienen.
  • Die Technologie gemäß der vorliegenden Offenbarung ist auf das oben beschriebene Bildgebungselement anwendbar.
  • (Verfahren zum Herstellen eines fotoelektrischen Umwandlungselements)
  • Es ist möglich, das fotoelektrische Umwandlungselement 10 gemäß der vorliegenden Ausführungsform beispielsweise in der folgenden Weise herzustellen.
  • 4 und 5 veranschaulichen ein Verfahren zum Herstellen des fotoelektrischen Umwandlungselements 10 in einer Prozessreihenfolge. Zuerst wird, wie in 4 veranschaulicht ist, beispielsweise die p-Wanne 61 als Wanne eines ersten Leitfähigkeitstyps im Halbleitersubstrat 11 ausgebildet, und die anorganischen fotoelektrischen Wandler 11B und 11R eines zweiten Leitfähigkeitstyps (zum Beispiel des n-Typs) werden in dieser p-Wanne 61 ausgebildet. Ein (p+)-Gebiet wird in der Nähe der ersten Oberfläche 11S1 des Halbleitersubstrats 11 ausgebildet.
  • Ähnlich werden, wie in 4 veranschaulicht ist, auf der zweiten Oberfläche 11S2 des Halbleitersubstrats 11 (n+)-Gebiete, die als die Floating-Diffusionsgebiete FD1 bis FD3 dienen, ausgebildet, und danach werden eine Gate-Verdrahtungsschicht 62 und eine Gate-Verdrahtungsschicht 64, die jeweilige Gates des vertikalen Transistors Tr1, des Übertragungs-Transistors Tr2, des Verstärker-Transistors AMP und des Rücksetz-Transistors RST umfassen, gebildet. Somit sind der vertikale Transistor Tr1, der Übertragungs-Transistor Tr2, der Verstärker-Transistor AMP und Rücksetz-Transistor RST ausgebildet. Darüber hinaus wird auf der zweiten Oberfläche 11S2 des Halbleitersubstrats 11 die Mehrschicht-Verdrahtung 70 ausgebildet, die den ersten unteren Kontakt 75, den zweiten unteren Kontakt 76, die Verdrahtungsschichten 71 bis 73, die die Kopplungssektion 71A enthalten, und die Isolierungsschicht 74 umfasst.
  • Als Basissubstrat des Halbleitersubstrats 11 wird ein SOI-(Silizium-auf-Isolator-)Substrat verwendet, in welchem das Halbleitersubstrat 11, ein (nicht veranschaulichter) eingebetteter Oxidfilm und ein (nicht veranschaulichtes) Haltesubstrat gestapelt sind. Der eingebettete Oxidfilm und das Haltesubstrat sind in 4 nicht veranschaulicht, sind aber mit der ersten Oberfläche 11S1 des Halbleitersubstrats 11 verbunden. Eine Behandlung zur Ausheilung wird nach einer Ionenimplantation durchgeführt.
  • Als Nächstes wird ein (nicht veranschaulichtes) Trägersubstrat, ein anderes Halbleitersubstrat oder dergleichen mit der Seite der zweiten Oberfläche 11S2 des Halbleitersubstrats 11 (auf der Seite der Mehrschicht-Verdrahtung 70) verbunden und umgedreht. Anschließend wird das Halbleitersubstrat 11 von dem eingebetteten Oxidfilm und dem Haltesubstrat des SOI-Substrats getrennt, um zu bewirken, dass die erste Oberfläche 11S1 des Halbleitersubstrats 11 freigelegt ist. Es ist möglich, die obigen Prozesse mit Technologien, die in einem typischen CMOS-Prozess genutzt werden, wie etwa einer Ionenimplantation und CVD (chemische Gasphasenabscheidung) durchzuführen.
  • Als Nächstes wird, wie in 5 veranschaulicht ist, das Halbleitersubstrat 11 von der Seite der ersten Oberfläche 11S1 aus beispielsweise mittels Trockenätzung bearbeitet, um eine ringförmige Öffnung 63H auszubilden. Wie in 5 veranschaulicht ist, dringt eine Tiefe der Öffnung 63H vorzugsweise von der ersten Oberfläche 11S1 bis zur zweiten Oberfläche 11S2 des Halbleitersubstrats 11 durch und erreicht beispielsweise die Kopplungssektion 71A.
  • Anschließend wird, wie in 5 veranschaulicht ist, zum Beispiel die Schicht 12A mit negativen fixierten Ladungen auf der ersten Oberfläche 11S1 des Halbleitersubstrats 11 und einer seitlichen Oberfläche der Öffnung 63H ausgebildet. Zwei oder mehr Arten von Filmen können als die Schicht 12A mit negativen fixierten Ladungen gestapelt bzw. aufeinander angeordnet werden. Dies macht es möglich, eine Funktion als Lochakkumulationsschicht weiter zu steigern. Nachdem die Schicht 12A mit negativen fixierten Ladung ausgebildet ist, wird die dielektrische Schicht 12B ausgebildet.
  • Anschließend wird die Öffnung 63H mit einem elektrischen Leiter gefüllt, um die Durchgangselektrode 63 auszubilden. Es ist möglich, als den elektrischen Leiter neben einem dotierten Siliziummaterial wie etwa PDAS (mit Phosphor dotiertes amorphes Silizium) ein Metallmaterial wie etwa Aluminium (Al), Wolfram (W), Titan (Ti), Kobalt (Co), Hafnium (Hf) und Tantal (Ta) zu verwenden.
  • Anschließend wird auf der Durchgangselektrode 63 eine Pad-Sektion 13A ausgebildet, und danach wird die Zwischen-Isolierschicht 14 auf der dielektrischen Schicht 12B und der Pad-Sektion 13A ausgebildet. In der Zwischenschicht-Isolierschicht 14 sind auf der Pad-Sektion 13A der obere Kontakt 13B und eine Pad-Sektion 13C vorgesehen, die die untere Elektrode 15 und die Durchgangselektrode 63 (konkret die Pad-Sektion 13A auf der Durchgangselektrode 63) miteinander elektrisch koppeln.
  • Anschließend werden auf der Zwischenschicht-Isolierschicht 14 die untere Elektrode 15, organische Schichten wie etwa die organische fotoelektrische Umwandlungsschicht 16, die obere Elektrode 17 und die Schutzschicht 18 in dieser Reihenfolge ausgebildet. Als Verfahren zum Ausbilden von Filmen der unteren Elektrode 15 und der oberen Elektrode 17 ist es möglich, ein Trockenverfahren oder ein Nassverfahren zu nutzen. Das Trockenverfahren umfasst ein Verfahren der physikalischen Gasphasenabscheidung (PVD-Verfahren) und ein Verfahren der chemischen Gasphasenabscheidung (CVD-Verfahren). Verfahren zur Filmausbildung, die das Prinzip des PVD-Verfahrens nutzen, umfassen ein Vakuumverdampfungsverfahren, das eine Widerstandsheizung oder Hochfrequenzheizung nutzt, ein EB-(Elektronenstrahl-) Verdampfungsverfahren, verschiedene Arten von Sputter-Verfahren (ein Magnetron-Sputter-Verfahren, ein Sputter-Verfahren mit HF-DC-gekoppelter Vorspannung, ein ECR-Sputter-Verfahren, ein Sputter-Verfahren mit gegenüberliegendem Ziel und ein Hochfrequenz-Sputter-Verfahren), ein Ionenplattierungsverfahren, ein Laserablationsverfahren, ein Molekularstrahl-Epitaxie-Verfahren und ein Laserübertragungsverfahren. Als das CVD-Verfahren ist es möglich, ein Plasma-CVD-Verfahren, ein thermisches CVD-Verfahren, ein CVD-Verfahren für organische Metalle (MO) und ein Foto-CVD-Verfahren zu nutzen. Im Gegensatz dazu umfasst das Nassverfahren ein Elektroplattierungs- bzw. galvanisches Beschichtungsverfahren, ein stromloses Plattierungsverfahren, ein Schleuderbeschichtungsverfahren, ein Tintenstrahl-Verfahren, ein Sprühbeschichtungs-Verfahren, ein Stempelverfahren, ein Mikrokontakt-Druckverfahren, ein flexografisches Druckverfahren, ein Offset-Druckverfahren, ein Tiefdruckverfahren, ein Tauchverfahren und dergleichen. Zum Strukturieren ist es möglich, eine chemische Ätzung wie etwa eine Schattenmaske, Laserübertragung und Fotolithografie und eine physikalische Ätzung mittels ultravioletten Lichts, Laser und dergleichen zu nutzen. Als Planarisierungstechnologie ist es möglich, ein Laser-Planarisierungsverfahren, ein Wiederaufschmelzverfahren, ein Verfahren zum chemisch-mechanischen Polieren (CMP-Verfahren) und dergleichen zu nutzen.
  • Als ein Verfahren zum Ausbilden von Filmen verschiedener organischer Schichten (zum Beispiel der organischen fotoelektrischen Umwandlungsschicht 16 und der Pufferschichten 16A und 16B) werden ein Trockenverfahren zur Filmausbildung und ein Nassverfahren zur Filmausbildung wie bei der unteren Elektrode 15 und der oberen Elektrode 17 verwendet. Das Trockenverfahren zur Filmausbildung umfasst ein Vakuumverdampfungsverfahren, das eine Widerstandsheizung oder Hochfrequenzheizung nutzt, ein EB-(Elektronenstrahl-)Verdampfungsverfahren, verschiedene Arten von Sputter-Verfahren (ein Magnetron-Sputter-Verfahren, ein Sputter-Verfahren mit HF-DC-gekoppelter Vorspannung, ein ECR-Sputter-Verfahren, ein Sputter-Verfahren mit gegenüberliegendem Ziel und ein Hochfrequenz-Sputter-Verfahren), ein Ionenplattierungsverfahren, ein Laserablationsverfahren, ein Molekularstrahl-Epitaxie-Verfahren und ein Laserübertragungsverfahren. Als das CVD-Verfahren ist es möglich, ein Plasma-CVD-Verfahren, ein thermisches CVD-Verfahren, ein MOCVD-Verfahren und ein Foto-CVD-Verfahren zu nutzen. Im Gegensatz dazu umfasst das Nassverfahren ein Schleuderbeschichtungsverfahren, ein Tintenstrahl-Verfahren, ein Sprühbeschichtungs-Verfahren, ein Stempelverfahren, ein Mikrokontakt-Druckverfahren, ein flexografisches Druckverfahren, ein Offset-Druckverfahren, ein Tiefdruckverfahren, ein Tauchverfahren und dergleichen. Zum Strukturieren ist es möglich, eine chemische Ätzung wie etwa eine Schattenmaske, Laserübertragung und Fotolithografie und eine physikalische Ätzung mittels ultravioletten Lichts, Laser und dergleichen zu nutzen. Als Planarisierungstechnologie ist es möglich, ein Laser-Planarisierungsverfahren, ein Wiederaufschmelzverfahren und dergleichen zu nutzen.
  • Schließlich wird auf der Oberfläche die On-Chip-Linsenschicht 19 angeordnet, die eine Vielzahl von On-Chip-Linsen 19L enthält. Somit ist das in 1 veranschaulichte fotoelektrische Umwandlungselement 10 fertig gestellt.
  • Im fotoelektrischen Umwandlungselement 10 geht, falls Licht über die On-Chip-Linsen 19L in den organischen fotoelektrischen Wandler 11G eintritt, das Licht durch den organischen fotoelektrischen Wandler 11G und die anorganischen fotoelektrischen Wandler 11B und 11R der Reihe nach durch, und im Verlauf eines Durchgangs wird jeweils grünes Licht, blaues Licht und rotes Licht fotoelektrisch umgewandelt. Im Folgenden werden Signalerfassungsoperationen der jeweiligen Farben beschrieben.
  • (Erfassung eines grünen Signals durch einen organischen fotoelektrischen Wandler 11G)
  • Von Licht, das in das fotoelektrische Umwandlungselement 10 eingetreten ist, wird zuerst grünes Licht im organischen fotoelektrischen Wandler 11G selektiv detektiert (absorbiert) und fotoelektrisch umgewandelt.
  • Der organische fotoelektrischen Wandler 11G ist über die Durchgangselektrode 63 mit dem Gate Gamp des Verstärker-Transistors AMP und dem Floating-Diffusionsgebiet FD3 gekoppelt. Folglich werden Elektronen von im organischen fotoelektrischen Wandler 11G erzeugten Elektron-Loch-Paaren aus der Seite der unteren Elektrode 15 extrahiert, über die Durchgangselektrode 63 zur Seite der zweiten Oberfläche 11S2 des Halbleitersubstrats 11 übertragen und im Floating-Diffusionsgebiet FD3 akkumuliert. Gleichzeitig damit wird die Menge an im organischen fotoelektrischen Wandler 11G erzeugten Ladungen durch den Verstärker-Transistor AMP in eine Spannung moduliert.
  • Außerdem ist das Rücksetz-Gate Grst des Rücksetz-Transistors RST dem Floating-Diffusionsgebiet FD3 benachbart angeordnet. Dementsprechend werden durch den Rücksetz-Transistor RST die im Floating-Diffusionsgebiet FD3 akkumulierten Ladungen zurückgesetzt.
  • Hierin ist der organische fotoelektrische Wandler 11G über die Durchgangselektrode 63nicht nur mit dem Verstärker-Transistor AMP, sondern auch mit dem Floating-Diffusionsgebiet FD3 gekoppelt, was ermöglicht, dass der Rücksetz-Transistor RST die im Floating-Diffusionsgebiet FD3 akkumulierten Ladungen leicht zurücksetzt.
  • Im Gegensatz dazu ist es, falls die Durchgangselektrode 63 nicht mit dem Floating-Diffusionsgebiet FD3 gekoppelt ist, schwierig, die im Floating-Diffusionsgebiet FD3 gekoppelten Ladungen zurückzusetzen, was bewirkt, dass die Ladungen durch Anlegen einer großen Spannung zur Seite der oberen Elektrode 17 gezogen werden. Dies kann die organische fotoelektrische Umwandlungsschicht 16 schädigen. Außerdem verursacht eine Konfiguration, die ein Zurücksetzen in einer kurzen Zeitspanne ermöglicht, eine Zunahme im Dunkelzeit-Rauschen, wodurch sich ein Kompromiss ergibt; daher ist diese Konfiguration schwierig.
  • (Erfassung eines blauen Signals und roten Signals durch anorganische fotoelektrische Wandler 11B und 11R)
  • Anschließend werden blaues Licht und rotes Licht des Lichts, das durch den organischen fotoelektrischen Wandler 11G gelangt ist, in dem anorganischen fotoelektrischen Wandler 11B bzw. dem anorganischen fotoelektrischen Wandler 11R der Reihe nach absorbiert und fotoelektrisch umgewandelt. Im anorganischen fotoelektrischen Wandler 11B werden dem einfallenden blauen Licht entsprechende Elektronen in einem n-Gebiet des anorganischen fotoelektrischen Wandlers 11B akkumuliert, und die akkumulierten Elektronen werden durch den vertikalen Transistor Tr1 zum Floating-Diffusionsgebiet FD1 übertragen. Ähnlich werden im anorganischen fotoelektrischen Wandler 11R dem einfallenden roten Licht entsprechende Elektronen in dem n-Gebiet des anorganischen fotoelektrischen Wandlers 11R akkumuliert, und die akkumulierten Elektronen werden durch den Übertragungs-Transistor Tr2 zum Floating-Diffusionsgebiet FD2 übertragen.
  • (Funktionsweisen und Effekte)
  • Wie oben beschrieben wurde, wurden in den letzten Jahren verschiedene, organische Dünnfilme nutzende Vorrichtungen entwickelt. Das organische fotoelektrische Umwandlungselement ist eine der Vorrichtungen, und eine organische Dünnfilm-Solarzelle und ein Bildgebungselement, die jeweils das organische fotoelektrische Umwandlungselement nutzen, wurden vorgeschlagen. Insbesondere haben sich Anwendungen des Bildgebungselements nicht nur für Digitalkameras und Video-Camcorder, sondern auch für Kameras von Smartphones, Überwachungskameras, rückseitige Überwachungseinrichtungen von Fahrzeugen und Sensoren zur Kollisionsvermeidung erweitert und erfahren große Beachtung. Um mit jeder beliebigen Anwendung zurechtkommen zu können, ist dementsprechend in dem im Bildgebungselement enthaltenen, organischen fotoelektrischen Umwandlungselement eine Verbesserung der Leistungsfähigkeit erwünscht. Konkret sind zusätzlich zur fotoelektrischen Umwandlungseffizienz ausgezeichnetde Dunkelstrom-Charakteristiken und ausgezeichnete Nachbild-Charakteristiken erwünscht.
  • In der vorliegenden Ausführungsform wird im Gegensatz dazu die organische fotoelektrische Umwandlungsschicht 16 unter Verwendung zumindest einer Art eines organischen Halbleitermaterials ausgebildet, das durch den oben beschriebenen allgemeinen Ausdruck (1) repräsentiert wird. Beispiele des durch den allgemeinen Ausdruck (1) repräsentierten organischen Halbleitermaterials umfassen ein Benzobisbenzothiophen-(BBBT-) Derivat.
  • Ein Mutterskelett des BBBT-Derivats hat zehn Positionen, in die man eine Substituentengruppe einführen kann. Aus später zu beschreibenden Beispielen wurde festgestellt, dass ein Einführen einer Substituentengruppe in eine 3-Position und eine 9-Position (Positionen, die im allgemeinen Ausdruck (1) durch A1 und A2 modifiziert sind) dieser Positionen ermöglicht, zusätzlich zu einer vorteilhaften fotoelektrischen Umwandlungseffizienz ausgezeichnete Dunkelstrom-Charakteristiken und ausgezeichnete Nachbildcharakteristiken zu erzielen. Das BBBT-Derivat, in welchem die Substituentengruppen in die 3-Position und die 9-Position eingeführt sind, hat eine lineare molekulare Struktur. Dementsprechend wird in der organischen fotoelektrischen Umwandlungsschicht 16 eine Interferenz mit zwischenmolekularer Wechselwirkung zwischen den BBBT-Derivaten durch die Substituentengruppen reduziert, und eine Orientierungseigenschaft des BBBT-Derivats in der organischen fotoelektrischen Umwandlungsschicht 16 wird verbessert. Infolgedessen ist eine Träger-Transportfähigkeit in durch das BBBT-Derivat gebildeten Körnern verbessert.
  • Außerdem wird im Allgemeinen im organischen Halbleitermaterial die zwischenmolekulare Wechselwirkung moderat entspannt bzw. gelockert, indem ein Verhältnis verschiedener Arten von Elementen im Mutterskelett eingestellt wird. Tatsächlich wird eine durch das BBBT-Derivat gebildete Korngröße eine moderate Größe, wodurch ein vorteilhafter (dichter) Film ausgebildet wird. Falls die organische fotoelektrische Umwandlungsschicht 16 beispielsweise unter Verwendung eines Subphthalocyanin-Derivats (Lichtabsorber) und eines Fullerens C60 (Halbleiter vom n-Typ) ausgebildet ist, ist die Korngröße (Teilchendurchmesser), die durch den Halbleiter vom p-Typ gebildet wird, vorzugsweise kleiner als 13 nm und bevorzugter etwa 7 nm. Im Gegensatz dazu weist das BBBT-Derivat einen Teilchendurchmesser von etwa 7 nm in einem später zu beschreibenden experimentellen Beispiel 3 auf. Das heißt, das BBBT-Derivat hat eine vorteilhafte Kontakteigenschaft (Träger-Transportfähigkeit) zwischen dessen Körnern. Dementsprechend ermöglicht beispielsweise die das BBBT-Derivat nutzende organische fotoelektrische Umwandlungsschicht 16 ungeachtet des Vorhandenseins oder Fehlens eines etwaigen anderen organischen Halbleitermaterials, eine Trägerbeweglichkeit zwischen den Körnern zu verbessern.
  • Ferner hat das Mutterskelett des BBBT-Derivats ein geeignetes Energieniveau, um vorteilhafte Charakteristiken einer fotoelektrischen Umwandlung sogar in einem Fall zu erzielen, in dem das BBBT-Derivat in der organischen fotoelektrischen Umwandlungsschicht 16 und einer anderen Schicht (zum Beispiel den Pufferschichten 16A und 16B) als der organischen fotoelektrischen Umwandlungsschicht 16 genutzt wird. HOMO-Niveaus des Lichtabsorbers und eines Elektrontransportmaterials (Halbleiter vom n-Typ), die in der organischen fotoelektrischen Umwandlungsschicht genutzt werden, sind im Allgemeinen tiefer als -6,2 eV. Dementsprechend weisen ein Lochtransportmaterial, das in der organischen fotoelektrischen Umwandlungsschicht genutzt wird, und ein organisches Halbleitermaterial, das in einer auf der Anodenseite vorgesehenen Pufferschicht genutzt wird, vorzugsweise ein flacheres HOMO-Niveau als -6,2 eV auf. Dies macht es möglich, vorteilhafte Charakteristiken einer fotoelektrischen Umwandlung, vorteilhafte Dunkelstrom-Charakteristiken und vorteilhafte Nachbild-Charakteristiken zu erzielen. Man beachte, dass in einem Fall, in dem die HOMO-Niveaus des Lochtransportmaterials und des Materials der Pufferschicht, die auf einer Anodenseite vorgesehen ist, zu flach sind, ein Trägerpfad, der eine Dunkelstromquelle wird, zwischen den LUMO-Niveaus des Lichtabsorbers und des Elektrontransportmaterials ausgebildet wird. Dementsprechend ist das HOMO-Niveau des Lochtransportmaterials vorzugsweise beispielsweise tiefer als -5,6 eV und flacher als -6,2 eV. Es ist besonders zu erwähnen, dass -5,6 eV ein Wert ist, der auf der Basis von Subphthalocyanin und dessen Derivat und eines Fullerens C60 und dessen Derivats berechnet wurde. Indes erfüllt das durch den oben beschriebenen allgemeinen Ausdruck (1) repräsentierte BBBT-Derivat die oben beschriebene Bedingung.
  • Darüber hinaus enthält das Mutterskelett des BBBT-Derivats Benzen und Thiophen, die abwechselnd kondensiert sind. Eine Absorptionswellenlänge des Mutterskeletts ist eine kurze Wellenlänge, und ein Lichtabsorptionsvermögen in einem sichtbaren Bereich auf einer Seite einer längeren Wellenlänge als 450 nm ist beispielsweise gering. Wie bei dem Bildgebungselement, das das fotoelektrische Umwandlungselement gemäß der vorliegenden Ausführungsform enthält, ist dementsprechend in einem Bildgebungselement vom longitudinalen Spektraltyp, worin der organische fotoelektrische Wandler 11G und die anorganischen fotoelektrischen Wandler 11R und 11B gestapelt sind, eine Verschlechterung der fotoelektrischen Umwandlungseffizienz der anorganischen fotoelektrischen Wandler 11R und 11B, die in den unteren Schichten in Bezug auf die Lichteinfallsrichtung angeordnet sind, reduziert.
  • Wie oben beschrieben wurde, wird das fotoelektrische Umwandlungselement 10 gemäß der vorliegenden Ausführungsform unter Verwendung zumindest einer Art eines durch den oben beschriebenen allgemeinen Ausdruck (1) repräsentierten organischen Halbleitermaterials wie etwa eines Benzobisbenzothiophen-(BBBT-)Derivats gebildet, was ermöglicht, sowohl eine vorteilhafte Träger-Transportfähhigkeit in von dem BBBT-Derivat gebildeten Körnern und zwischen den Körnern als auch ein geeignetes Energieniveau zu erfüllen. Dies macht es möglich, eine vorteilhafte fotoelektrische Umwandlungseffizienz, ausgezeichnete Dunkelstrom-Charakteristiken und ausgezeichnete Nachbild-Charakteristiken zu erzielen.
  • In der vorliegenden Ausführungsform werden ferner als das Material der organischen fotoelektrischen Umwandlungsschicht 16 Subphthalocyanin oder ein Derivat davon und ein Fulleren oder ein Derivat davon zusammen mit dem BBBT-Derivat verwendet. Dies macht es möglich, die fotoelektrische Umwandlungseffizienz, die Dunkelstrom-Charakteristiken und die Nachbild-Charakteristiken weiter zu verbessern.
  • Als Nächstes werden Modifikationsbeispiele (Modifikationsbeispiele 1 und 2) der vorliegenden Offenbarung beschrieben. Es ist besonders zu erwähnen, dass Komponenten, die jenen des fotoelektrischen Umwandlungselements 10 gemäß der oben beschriebenen Ausführungsform entsprechen, mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet sind und deren Beschreibung unterlassen wird.
  • <Modifikationsbeispiele>
  • (Modifikationsbeispiel 1)
  • 6 veranschaulicht eine Querschnittsansicht eines fotoelektrischen Umwandlungselements (fotoelektrisches Umwandlungselement 20) gemäß einem Modifikationsbeispiel (Modifikationsbeispiel 1) der vorliegenden Offenbarung. Das fotoelektrische Umwandlungselement 20 ist wie bei dem fotoelektrischen Umwandlungselement 10 gemäß der oben beschriebenen Ausführungsform und dergleichen ein Bildgebungselement, das in einem Einheitspixel P einer Bildgebungseinrichtung (Bildgebungseinrichtung 1) wie etwa einem CCD-Bildsensor vom rückseitigen Beleuchtungstyp oder einem CMOS-Bildsensor enthalten ist. Das fotoelektrische Umwandlungselement 20 gemäß dem vorliegenden Modifikationsbeispiel ist ein sogenanntes Bildgebungselement eines longitudinalen Spektralsystems, worin ein roter fotoelektrischer Wandler 40R, ein grüner fotoelektrischer Wandler 40G und ein blauer fotoelektrischer Wandler 40B in dieser Reihenfolge auf einem Siliziumsubstrat 81 mit einer dazwischen angeordneten Isolierschicht 82 gestapelt sind.
  • Der rote fotoelektrische Wandler 40R, der grüne fotoelektrische Wandler 40G und der blaue fotoelektrische Wandler 40B enthalten jeweils organische fotoelektrische Umwandlungsschichten 42R, 42G bzw. 42B zwischen einem Paar Elektroden, konkret zwischen einer ersten Elektrode 41R und einer zweiten Elektrode 43R, zwischen einer ersten Elektrode 41G und einer zweiten Elektrode 43G und zwischen einer ersten Elektrode 41B und einer zweiten Elektrode 43B. Im vorliegenden Modifikationsbeispiel hat jede der organischen fotoelektrischen Umwandlungsschichten 42R, 42G und 42B eine Konfiguration, die das durch den oben beschriebenen allgemeinen Ausdruck (1) repräsentierte organische Halbleitermaterial enthaltend ausgebildet ist.
  • Das fotoelektrische Umwandlungselement 20 hat eine Konfiguration, in der der rote fotoelektrische Wandler 40R, der grüne fotoelektrische Wandler 40G und der blaue fotoelektrische Wandler 40B auf dem Siliziumsubstrat 81 mit der dazwischen angeordneten Isolierschicht 82 gestapelt sind. Die On-Chip-Linsen 19L sind auf dem blauen fotoelektrischen Wandler 40B vorgesehen, wobei die Schutzschicht 18 und die On-Chip-Linsenschicht 19 dazwischen angeordnet sind. Eine rote Speicherschicht 210R, eine grüne Speicherschicht 210G und eine blaue Speicherschicht 210B sind im Siliziumsubstrat 81 vorgesehen. Licht, das in die On-Chip-Linsen 19L eingetreten ist, wird durch den roten fotoelektrischen Wandler 40R, den grünen fotoelektrischen Wandler 40G und den blauen fotoelektrischen Wandler 40B fotoelektrisch umgewandelt, und Signalladungen werden jeweils vom roten fotoelektrischen Wandler 40R zur roten Speicherschicht 210R, vom grünen fotoelektrischen Wandler 40G zur grünen Speicherschicht 210G und vom blauen fotoelektrischen Wandler 40B zur blauen Speicherschicht 210B übertragen. Die Signalladungen können durch fotoelektrische Umwandlung erzeugte Elektronen oder Löcher sein; aber im Folgenden wird ein Fall, in dem Elektronen als Signalladungen gelesen werden, als Beispiel beschrieben.
  • Das Siliziumsubstrat 81 umfasst zum Beispiel ein Siliziumsubstrat vom p-Typ. Die rote Speicherschicht 210R, die grüne Speicherschicht 210G und die blaue Speicherschicht 210B, die im Siliziumsubstrat 81 vorgesehen sind, enthalten jeweils ein Halbleitergebiet vom n-Typ, und Signalladungen (Elektronen), die von dem roten fotoelektrischen Wandler 40R, dem grünen fotoelektrischen Wandler 40G und dem blauen fotoelektrischen Wandler 40B zugeführt werden, werden in den Halbleitergebieten vom n-Typ akkumuliert. Die Halbleitergebiete vom n-Typ der roten Speicherschicht 210R, der grünen Speicherschicht 210G und der blauen Speicherschicht 210B werden gebildet, indem das Siliziumsubstrat 81 mit einer Störstelle vom n-Typ wie etwa beispielsweise Phosphor (P) oder Arsen (As) dotiert wird. Es ist besonders zu erwähnen, dass das Siliziumsubstrat 81 auf einem (nicht veranschaulichten) Trägersubstrat, das Glas oder dergleichen enthält, vorgesehen sein kann.
  • Im Siliziumsubstrat 81 ist ein Pixel-Transistor vorgesehen. Der Pixel-Transistor wird genutzt, um Elektronen aus jeder der roten Speicherschicht 210R, der grünen Speicherschicht 210G und der blauen Speicherschicht 210B zu lesen und die Elektronen zum Beispiel zu einer vertikalen Signalleitung (einer später zu beschreibenden vertikalen Signalleitung Lsig in 9) zu übertragen. Ein Floating-Diffusionsgebiet des Pixel-Transistors ist im Siliziumsubstrat 81 vorgesehen, und das Floating-Diffusionsgebiet ist mit der roten Speicherschicht 210R, der grünen Speicherschicht 210G und der blauen Speicherschicht 210B gekoppelt. Das Floating-Diffusionsgebiet enthält ein Halbleitergebiet vom n-Typ.
  • Die Isolierschicht 82 enthält beispielsweise Siliziumoxid, Siliziumnitrid, Siliziumoxynitrid, Hafniumoxid und dergleichen. Die Isolierschicht 82 kann konfiguriert werden, indem eine Vielzahl von Arten von Isolierfilmen gestapelt wird. Das Isolierschicht 82 kann ein organisches Isoliermaterial enthalten. Die Isolierschicht 82 enthält jeweilige Anschlussstecker zum Koppeln zwischen der roten Speicherschicht 210R und dem roten fotoelektrischen Wandler 40R, zwischen der grünen Speicherschicht 210G und dem grünen fotoelektrischen Wandler 40G und zwischen der blauen Speicherschicht 210B und dem blauen fotoelektrischen Wandler 40B und Elektroden.
  • Der rote fotoelektrische Wandler 40R enthält von einer Position aus nahe dem Siliziumsubstrat 81 die erste Elektrode 41R, die organische fotoelektrische Umwandlungsschicht 42R und die zweite Elektrode 43R in dieser Reihenfolge. Der grüne fotoelektrische Wandler 40G umfasst von einer Position aus nahe dem roten fotoelektrischen Wandler 40R die erste Elektrode 41G, die organische fotoelektrische Umwandlungsschicht 42G und die zweite Elektrode 43G in dieser Reihenfolge. Der blaue fotoelektrische Wandler 40B umfasst von einer Position aus nahe dem grünen fotoelektrischen Wandler 40G die erste Elektrode 41B, die organische fotoelektrische Umwandlungsschicht 42B und die zweite Elektrode 43B in dieser Reihenfolge. Eine Isolierschicht 44 ist zwischen dem roten fotoelektrischen Wandler 40R und dem grünen fotoelektrischen Wandler 40G vorgesehen, und eine Isolierschicht 45 ist zwischen dem grünen fotoelektrischen Wandler 40G und dem blauen fotoelektrischen Wandler 40B vorgesehen. Der rote fotoelektrische Wandler 40R, der grüne fotoelektrische Wandler 40G und der blaue fotoelektrische Wandler 40B absorbieren selektiv rotes (zum Beispiel eine Wellenlänge von 420 nm oder größer und geringer als 750 nm) Licht, grünes (zum Beispiel eine Wellenlänge von 450 nm oder größer und geringer als 650 nm, bevorzugter 495 nm oder größer und geringer als 620 nm) Licht bzw. blaues (zum Beispiel eine Wellenlänge von 425 oder größer und geringer als 495 nm) Licht, um Elektron-Loch-Paare zu erzeugen.
  • Die erste Elektrode 41R, die erste Elektrode 41G und die erste Elektrode 41B extrahieren in der organischen fotoelektrischen Umwandlungsschicht 42R erzeugte Signalladungen, in der organischen fotoelektrischen Umwandlungsschicht 42G erzeugte Signalladungen bzw. in der organischen fotoelektrischen Umwandlungsschicht 42B erzeugte Signalladungen. Die ersten Elektroden 41R, 41B und 41G sind zum Beispiel für jedes Pixel vorgesehen. Die ersten Elektroden 41R, 41G und 41B enthalten jeweils beispielsweise einen elektrisch leitfähigen Film mit einer Durchlässigkeit ähnlich der unteren Elektrode 15 in der oben beschriebenen Ausführungsform. Eine Dicke von jeder der ersten Elektroden 41R, 41G und 41B reicht zum Beispiel von 20 nm bis 200 nm, beide inklusive, und vorzugsweise von 30 nm bis 100 nm, beide inklusive.
  • Eine Pufferschicht kann beispielsweise jeweils zwischen der ersten Elektrode 41R und der organischen fotoelektrischen Umwandlungsschicht 42R, zwischen der ersten Elektrode 41G und der organischen fotoelektrischen Umwandlungsschicht 42G und zwischen der ersten Elektrode 41B und der organischen fotoelektrischen Umwandlungsschicht 42B vorgesehen sein. Die Pufferschicht dient dazu, ein Zuführen von in den organischen fotoelektrischen Umwandlungsschichten 42R, 42G und 42B erzeugten Trägern zu den ersten Elektroden 41R, 41G und 41B zu fördern, und in einem Fall, in dem das fotoelektrische Umwandlungselement 20 zu einem Elektronen-Auslesesystem gehört, ist es möglich, ein in der Pufferschicht 16A in der oben beschriebenen Ausführungsform verwendetes Material zu nutzen. Im Fall eines Löcher-Auslesesystems ist es außerdem möglich, ein in der Pufferschicht 16B in der oben beschriebenen Ausführungsform verwendetes Material zu nutzen.
  • Die organischen fotoelektrischen Umwandlungsschichten 42R, 42G und 42B absorbieren jeweils Licht in dem oben beschriebenen selektiven Wellenlängenbereich für eine fotoelektrische Umwandlung und lassen Licht in einem anderen Wellenlängenbereich hindurchgehen. Eine Dicke jeder der organischen fotoelektrischen Umwandlungsschichten 42R, 42G und 42B reicht zum Beispiel von 100 nm bis 300 nm, beide inklusive.
  • Wie bei der organischen fotoelektrischen Umwandlungsschicht 16 in der oben beschriebenen Ausführungsform enthalten die organischen fotoelektrischen Umwandlungsschichten 42R, 42G und 42B jeweils beispielsweise zwei oder mehr Arten organischer Halbleitermaterialien und enthalten vorzugsweise zum Beispiel einen oder beide eines Halbleiters vom p-Typ und eines Halbleiters vom n-Typ. In einem Fall beispielsweise, in dem jede der fotoelektrischen Umwandlungsschichten 42R, 42G und 42B zwei Arten organischer Halbleitermaterialien, das heißt den Halbleiter vom p-Typ und den Halbleiter vom n-Typ, enthält, ist beispielsweise einer des Halbleiters vom p-Typ und des Halbleiters vom n-Typ ein Material mit einer Durchlässigkeit für sichtbares Licht, und der andere ist vorzugsweise ein Material, das eine fotoelektrische Umwandlung von Licht in einem selektiven Wellenlängenbereich (zum Beispiel von 450 nm bis 650 nm, beide inklusive) durchführt. Alternativ dazu enthält jede der organischen fotoelektrischen Umwandlungsschichten 42R, 42G und 42B vorzugsweise drei Arten organischer Halbleitermaterialien, das heißt, ein Material (Lichtabsorber), das eine fotoelektrische Umwandlung von Licht in einem selektiven Wellenlängenbereich durchführt, und den Halbleiter vom n-Typ und den Halbleiter vom p-Typ mit einer Durchlässigkeit für sichtbares Licht. Im vorliegenden Modifikationsbeispiel enthält jede der organischen fotoelektrischen Umwandlungsschichten 42R, 42G und 42B als den Halbleiter vom p-Typ eine oder mehrere Arten organischer Halbleitermaterialien (zum Beispiel ein BBBT-Derivat), die durch den oben beschriebenen allgemeinen Ausdruck (1) repräsentiert werden.
  • Die organischen fotoelektrischen Umwandlungsschichten 42R, 42G und 42B nutzen zusätzlich zum BBBT-Derivat vorzugsweise Fulleren C60, das durch den oben beschriebenen allgemeinen Ausdruck (2) repräsentiert wird, oder ein Derivat davon oder Fulleren C70, das durch den oben beschriebenen allgemeinen Ausdruck (3) repräsentiert wird, oder ein Derivat davon. Eine Verwendung zumindest einer Art eines Fullerens C60, Fullerens C70 oder eines Derivats davon ermöglicht, eine fotoelektrische Umwandlungseffizienz weiter zu verbessern und einen Dunkelstrom zu reduzieren.
  • Die organischen fotoelektrischen Umwandlungsschichten 42R, 42G und 42B nutzen ferner vorzugsweise ein Material (Lichtabsorber), das man eine fotoelektrische Umwandlung von Licht im oben beschriebenen selektiven Wellenlängenbereich durchführen lässt. Dies ermöglicht, eine fotoelektrische Umwandlung von rotem Licht, grünem Licht und blauem Licht durch die organische fotoelektrische Umwandlungsschicht 42R, die organische fotoelektrischen Umwandlungsschicht 42G bzw. die organische fotoelektrische Umwandlungsschicht 42B selektiv durchzuführen. Beispiele solch eines Materials in der organischen fotoelektrischen Umwandlungsschicht 42R umfassen Subnaphthalocyanin oder ein Derivat davon und Phthalocyanin oder ein Derivat davon. Beispiele solch eines Materials in der organischen fotoelektrischen Umwandlungsschicht 42G umfassen Subphthalocyanin oder ein Derivat davon und dergleichen. Beispiele solch eines Materials in der organischen fotoelektrischen Umwandlungsschicht 42B umfassen Kumarin oder ein Derivat davon und Porphyrin oder ein Derivat davon.
  • Es ist besonders zu erwähnen, dass das BBBT-Derivat, Subphthalocyanin oder ein Derivat davon, Naphthalocyanin oder ein Derivat davon und Fulleren oder ein Derivat davon je nach miteinander zu kombinierenden Materialien als Halbleiter vom p-Typ oder Halbleiter vom n-Typ fungieren.
  • Beispielsweise kann eine Pufferschicht jeweils zwischen der organischen fotoelektrischen Umwandlungsschicht 42R und der zweiten Elektrode 43R, zwischen der organischen fotoelektrischen Umwandlungsschicht 42G und der zweiten Elektrode 43G und zwischen der organischen fotoelektrischen Umwandlungsschicht 42B und der zweiten Elektrode 43B ähnlich wie zwischen der ersten Elektrode 41R und der organischen fotoelektrischen Umwandlungsschicht 42R und dergleichen vorgesehen sein. Es ist möglich, als Bestandteilmaterial der Pufferschicht ein in der Pufferschicht 16A in der oben beschriebenen Ausführungsform verwendetes Material zu verwenden, falls das fotoelektrische Umwandlungselement 20 zum Elektronen-Auslesesystem gehört. Im Fall des Löcher-Auslesesystems ist es außerdem möglich, ein in der Pufferschicht 16B in der oben beschriebenen Ausführungsform verwendetes Material zu nutzen.
  • Die zweite Elektrode 43R, die zweite Elektrode 43G, die zweite Elektrode 43B dienen dazu, in der organischen fotoelektrischen Umwandlungsschicht 42R erzeugte Löcher, in der organischen fotoelektrischen Umwandlungsschicht 42G erzeugte Löcher bzw. in der organischen fotoelektrischen Umwandlungsschicht 42B erzeugte Löcher zu extrahieren. Die von den Elektroden 43R, 43G und 43B extrahierten Löcher werden zum Beispiel über verschiedene (nicht veranschaulichte) Übertragungspfade zum (nicht veranschaulichten) Halbleitergebiet vom p-Typ im Siliziumsubstrat 81 entladen. Die zweiten Elektroden 43R, 43G und 43B enthalten beispielsweise ein elektrisch leitfähiges Material wie etwa Gold, Silber, Kupfer und Aluminium. Wie bei den ersten Elektroden 41R, 41G und 41B können beispielsweise die zweiten Elektroden 43R, 43G und 43B zum Beispiel einen elektrisch leitfähigen Film mit einer Lichtdurchlässigkeit ähnlich der unteren Elektrode 15 in der oben beschriebenen Ausführungsform enthalten. Die von den zweiten Elektroden 43R, 43G und 43B extrahierten Löcher werden entladen; daher können in einem Fall, in dem eine Vielzahl fotoelektrischer Umwandlungselemente 20 in der später zu beschreibenden Bildgebungseinrichtung 1 angeordnet ist, die zweiten Elektroden 43R, 43G und 43B gemeinsam für jedes der fotoelektrischen Umwandlungselemente 20 (Einheitspixel P) vorgesehen sein. Eine Dicke von jeder der zweiten Elektroden 43R, 43G und 43B reicht zum Beispiel von 20 nm bis 200 nm, beide inklusive, und vorzugsweise von 30 nm bis 100 nm, beide inklusive.
  • Die Isolierschicht 44 dient dazu, die zweite Elektrode 43R und die erste Elektrode 41G voneinander zu isolieren, und die Isolierschicht 45 dient dazu, die zweite Elektrode 43G und die erste Elektrode 41B voneinander zu isolieren. Die Isolierschichten 44 und 45 enthalten zum Beispiel ein Metalloxid, ein Metallsulfid oder eine organische Substanz. Beispiele des Metalloxids umfassen Siliziumoxid, Aluminiumoxid, Zirkoniumoxid, Titanoxid, Zinkoxid, Wolframoxid, Magnesiumoxid, Nioboxid, Zinnoxid, Galliumoxid und dergleichen. Beispiele des Metallsulfids umfassen Zinksulfid, Magnesiumsulfid und dergleichen. Eine Bandlücke eines Bestandteilmaterials von jeder der Isolierschichten 44 und 45 ist vorzugsweise 3,0 eV oder größer. Eine Dicke jeder der Isolierschichten 44 und 45 reicht beispielsweise von 2 nm bis 100 nm, beide inklusive.
  • Wie oben beschrieben wurde, sind in dem vorliegenden Modifikationsbeispiel die organischen fotoelektrischen Umwandlungsschichten 42R (und 42G und 42B) jeweils unter Verwendung eines organischen Halbleitermaterials, das durch den oben beschriebenen allgemeinen Ausdruck (1) repräsentiert wird, wie etwa zum Beispiel des BBBT-Derivats konfiguriert. Wie bei der oben beschriebenen Ausführungsform wird dementsprechend eine Interferenz mit einer zwischenmolekularen Wechselwirkung in dem durch den oben beschriebenen allgemeinen Ausdruck (1) repräsentierten organischen Halbleitermaterial reduziert, und eine Orientierungseigenschaft des durch den oben beschriebenen allgemeinen Ausdruck (1) repräsentierten organischen Halbleitermaterials in den organischen fotoelektrischen Umwandlungsschichten 42R (und 42G und 42B) wird verbessert. Wie bei der oben beschriebenen Ausführungsform sind außerdem eine vorteilhafte Träger-Transportfähigkeit und ein geeignetes Energieniveau in Körnern, die durch das durch den allgemeinen Ausdruck (1) repräsentierte organische Halbleitermaterial ausgebildet werden, und zwischen den Körnern kompatibel, was ermöglicht, eine vorteilhafte fotoelektrische Umwandlungseffizienz, ausgezeichnete Dunkelstrom-Charakteristiken und ausgezeichnete Nachbild-Charakteristiken zu erzielen.
  • Es ist besonders zu erwähnen, dass in dem vorliegenden Modifikationsbeispiel ein Beispiel beschrieben wird, in welchem das durch den allgemeinen Ausdruck (1) repräsentierte organische Halbleitermaterial wie etwa das BBBT-Derivat in den organischen fotoelektrischen Umwandlungsschichten 42R (und 42G und 42B) genutzt wird, dies aber nicht einschränkend ist. Selbst eine Verwendung des organischen Halbleitermaterials in einer organischen Schicht, die zwischen den ersten Elektroden 41R (und 41G und 41B) und den zweiten Elektroden 43R (und 43G und 43B) zusätzlich zu den organischen fotoelektrischen Umwandlungsschichten 42R (und 42G und 42B) vorgesehen ist, macht es möglich, Effekte ähnlich jenen in dem vorliegenden Modifikationsbeispiel zu erzielen.
  • (Modifikationsbeispiel 2)
  • 7 veranschaulicht ein Beispiel einer Querschnittskonfiguration eines organischen Solarzellenmoduls (Solarzelle 30), das fotoelektrische Umwandlungselemente 30A und 30B gemäß einem Modifikationsbeispiel (Modifikationsbeispiel 2) der vorliegenden Offenbarung enthält. Die fotoelektrischen Umwandlungselemente 30A und 30B gemäß dem vorliegenden Modifikationsbeispiel haben jeweils eine Konfiguration, in der eine transparente Elektrode 92, eine Lochtransportschicht 93, eine organische fotoelektrische Umwandlungsschicht 94, eine Elektronentransportschicht 95 und eine Zählerelektrode 96 auf einem Substrat 91 gestapelt sind. Die fotoelektrischen Umwandlungselemente 30A und 30B gemäß dem vorliegenden Modifikationsbeispiel haben eine Konfiguration, in der die organische fotoelektrische Umwandlungsschicht 94 das durch den oben beschriebenen allgemeinen Ausdruck (1) repräsentierte organische Halbleitermaterial (zum Beispiel ein BBBT-Derivat) enthaltend ausgebildet ist.
  • Das Substrat 91 dient dazu, jeweilige Schichten (zum Beispiel die organische fotoelektrische Umwandlungsschicht 94) zu halten, die in den fotoelektrische Umwandlungselementen 30A und 30B enthalten sind, und umfasst zum Beispiel ein plattenartiges Bauteil mit zwei einander entgegengesetzten Hauptoberflächen. Als das Substrat 91 werden organische Polymere wie etwa Polymethylmethacrylat (PMMA), Polyvinylalkohol (PVA), Polyvinylphenol (PVP), Polyethersulfon (PES), Polyimid, Polycarbonat (PC), Polyethylenterephthalat (PET) und Polyethylennaphthalat (PEN) verwendet. Diese organischen Polymere bilden flexible Substrate wie etwa einen Kunststofffilm, eine Kunststofffolie und ein Kunststoffsubstrat. Eine Verwendung dieser flexiblen Substrate ermöglicht einen Einbau oder eine Integration in ein elektronisches Substrat mit beispielsweise einer gekrümmten Form. Zusätzlich zu diesen Substraten werden verschiedene Arten von Glassubstraten, verschiedene Arten von Glassubstraten mit einer Oberfläche, auf der ein Isolierfilm ausgebildet ist, eines Quarzsubstrats, eines Quarzsubstrats mit einer Oberfläche, auf der ein Isolierfilm ausgebildet ist, eines Silizium-Halbleitersubstrats und eines Metallsubstrats, das eine Oberfläche aufweist, auf der ein Isolierfilm ausgebildet ist, und verschiedene Arten von Legierungen wie etwa rostfreien Stahl oder verschiedene Arten von Metallen enthält, verwendet. Es ist besonders zu erwähnen, dass der auf einem beliebigen der oben beschriebenen Substrate ausgebildete Isolierfilm ein Material auf Siliziumoxid-Basis (zum Beispiel SiOx oder Spin-on-Glas (SOG)), Siliziumnitrid (SiNx), Siliziumoxynitrid (SiON), ein Metalloxid wie etwa Aluminiumoxid (Al2O3) oder ein Metallsalz enthält. Außerdem kann ein Isolierfilm aus einer organischen Substanz ausgebildet sein. Beispiele eines Isoliermaterials aus einer organischen Substanz umfassen ein Material auf Polyphenol-Basis, ein Material auf Polyvinylphenol-Basis, ein Material auf Polyimid-Basis, ein Material auf Polyamid-Basis, ein Material auf Polyamidimid-Basis, ein Material auf Fluor-Basis, ein Borazin-Silizium-PolymerMaterial, ein Material auf Truxen-Basis und dergleichen, die einer Lithografie unterzogen werden können. Ferner ist es auch möglich, ein elektrisch leitfähiges Substrat mit einer Oberfläche, worauf diese Isolierfilme ausgebildet werden, zum Beispiel ein Substrat, das ein Metall wie etwa Gold und Aluminium enthält, ein Substrat, das hochorientiertes Graphit enthält, und dergleichen zu verwenden.
  • Es ist besonders zu erwähnen, dass die Oberfläche des Substrats 91 wünschenswerterweise glatt ist, die Oberfläche aber eine Oberflächenrauhigkeit in solch einem Maße aufweisen kann, das Charakteristiken der organischen fotoelektrischen Umwandlungsschicht 94 nicht nachteilig beeinflusst. Auf der Oberfläche des Substrats kann ferner ein Silanol-Derivat mittels eines Silan-Kopplungsverfahrens ausgebildet werden, kann ein Dünnfilm, der ein Thiol-Derivat, ein Carboxylsäure-Derivat, ein Phosphorsäure-Derivat und dergleichen enthält, durch ein SAM-Verfahren und dergleichen ausgebildet werden, oder kann ein Dünnfilm, der ein isolierendes Metallsalz oder einen isolierenden Metallkomplex enthält, mittels eines CVD-Verfahrens oder dergleichen ausgebildet werden. Dies bewirkt eine Verbesserung einer Haftung zwischen dem Substrat 91 und der transparenten Elektrode 92.
  • Die transparente Elektrode 92 enthält zum Beispiel einen elektrisch leitfähigen Film mit einer Lichtdurchlässigkeit ähnlich der unteren Elektrode 15 in der oben beschriebenen Ausführungsform. Eine Dicke von jeder der ersten Elektroden 41R, 41G und 41B reicht zum Beispiel von 20 nm bis 200 nm, beide inklusive, und vorzugsweise von 30 nm bis 100 nm, beide inklusive.
  • Die Lochtransportschicht 93 dient dazu, in der organischen fotoelektrischen Umwandlungsschicht 94 erzeugte Ladungen (hier Löcher) effizient zu extrahieren. Beispiele eines in der Lochtransportschicht 93 enthaltenen Materials umfassen PE-DOT wie etwa BaytronP (eingetragenes Warenzeichen), hergestellt von H. C. Starck-V TECH Ltd., Polyanilin und ein Dotierungsmaterial davon, eine in WO2006/019270 beschriebene Cyan-Verbindung und dergleichen. Als ein Verfahren zum Ausbilden der Lochtransportschicht 93 kann jedes beliebige Verfahren eines Vakuumverdampfungsverfahrens und eines Beschichtungsverfahrens genutzt werden; das Beschichtungsverfahren ist aber vorzuziehen. Ein Grund dafür besteht darin, dass ein Beschichtungsfilm unter der organischen fotoelektrischen Umwandlungsschicht 94 vor Ausbilden der organischen fotoelektrischen Umwandlungsschicht 94 ausgebildet wird, was einen Effekt einer Nivellierung einer Beschichtungsoberfläche herbeiführt, wodurch ermöglicht wird, einen Einfluss einer Leckage und dergleichen zu reduzieren. Es ist besonders zu erwähnen, dass als Material der Lochtransportschicht 93 das Material der in der oben beschriebenen Ausführungsform beschriebenen Pufferschicht 16B verwendet werden kann.
  • Die organische fotoelektrische Umwandlungsschicht 94 enthält zum Beispiel zwei oder mehr Arten von organischen Halbleitermaterialien wie bei den organischen fotoelektrischen Umwandlungsschichten 16, 42R, 42G und 42B in der oben beschriebenen Ausführungsform und dem Modifikationsbeispiel 1 und enthält vorzugsweise beispielsweise einen oder beide des Halbleiters vom p-Typ und des Halbleiters vom n-Typ. In einem Fall beispielsweise, in dem die organische fotoelektrische Umwandlungsschicht 94 zwei Arten organischer Halbleitermaterialien, das heißt den Halbleiter vom p-Typ und den Halbleiter vom n-Typ, enthält, ist einer des Halbleiters vom p-Typ und des Halbleiters vom n-Typ vorzugsweise ein Material mit einer Durchlässigkeit für sichtbares Licht, und der andere ist vorzugsweise ein Material, das eine fotoelektrische Umwandlung von Licht in einem sichtbaren Bereich und einem Nahinfrarotbereich (zum Beispiel von 400 nm bis 1300 nm, beide inklusive) durchführt. Alternativ dazu enthält die organische fotoelektrische Umwandlungsschicht 94 drei Arten organischer Halbleitermaterialien, das heißt, ein Material (Lichtabsorber), das eine fotoelektrische Umwandlung von Licht in einem sichtbaren Bereich und einem Nahinfrarotbereich durchführt, und den Halbleiter vom n-Typ und den Halbleiter vom p-Typ mit einer Durchlässigkeit für sichtbares Licht. Im vorliegenden Modifikationsbeispiel enthält die organische fotoelektrische Umwandlungsschicht 94 als den Halbleiter vom p-Typ eine oder mehr Arten organischer Halbleitermaterialien (zum Beispiel ein BBBT-Derivat), das durch den oben beschriebenen allgemeinen Ausdruck (1) repräsentiert wird.
  • Die organische fotoelektrische Umwandlungsschicht 94 nutzt zusätzlich zu dem BBBT-Derivat vorzugsweise Fulleren C60, das durch den oben beschriebenen allgemeinen Ausdruck (2) repräsentiert wird, oder ein Derivat davon oder Fulleren C70, das durch den oben beschriebenen allgemeinen Ausdruck (3) repräsentiert wird, oder ein Derivat davon. Eine Verwendung zumindest einer Art eines Fullerens C60, Fullerens C70 oder eines Derivats davon macht es möglich, eine fotoelektrische Umwandlungseffizienz weiter zu verbessern. Ferner nutzt die organische fotoelektrische Umwandlungsschicht 94 vorzugsweise das Material (Lichtabsorber), das eine fotoelektrische Umwandlung von Licht im sichtbaren Bereich und im Nahinfrarotbereich durchführt, und Beispiele solch eines Materials umfassen durch den oben beschriebenen allgemeinen Ausdruck (4) repräsentiertes Subphthalocyanin oder ein Derivat davon.
  • Die Elektronentransportschicht 95 dient dazu, in der organischen fotoelektrischen Umwandlungsschicht 94 erzeugte Ladungen (hier Elektronen) effizient zu extrahieren. Beispiele eines in der Elektronentransportschicht 95 enthaltenen Materials umfassen Octaazaporphyrin und eine Perfluor-Form eines Halbleitermaterials vom p-Typ (wie etwa Perfluoropentacen und Perfluorophthalocyanin). Als Verfahren zum Ausbilden der Elektronentransportschicht 95 kann jedes beliebige Verfahren einer Vakuumverdampfung und eines Beschichtungsverfahrens genutzt werden; das Beschichtungsverfahren ist aber vorzuziehen.
  • Die Gegenelektrode 96 enthält beispielsweise einen elektrisch leitfähigen Film mit einer Lichtdurchlässigkeit ähnlich der unteren Elektrode 15 in der oben beschriebenen Ausführungsform. Eine Dicke jeder der ersten Elektroden 41R, 41G und 41B reicht zum Beispiel von 20 nm bis 200 nm, beide inklusive, und vorzugsweise von 30 nm bis 100 nm, beide inklusive.
  • Es ist besonders zu erwähnen, dass zusätzlich zu der Lochtransportschicht 93 und der Elektronentransportschicht 95 die in der oben beschriebenen Ausführungsform beschriebenen Pufferschichten 16A und 16B zwischen der organischen fotoelektrischen Umwandlungsschicht 94 und der transparenten Elektrode 92 bzw. zwischen der organischen fotoelektrischen Umwandlungsschicht 94 und der Gegenelektrode 96 vorgesehen werden können.
  • Die Solarzelle 30 in dem vorliegenden Modifikationsbeispiel enthält zwei fotoelektrische Umwandlungselemente 30A und 30B, die in einer lateralen Richtung angeordnet sind, und die Gegenelektrode 96 des fotoelektrischen Umwandlungselements 30A links in der Zeichnung und die transparente Elektrode 92 des fotoelektrischen Umwandlungselements 30B rechts sind miteinander in Reihe gekoppelt, was ermöglicht, ein organisches Solarzellenmodul mit einer seriellen Struktur und mit einer hohen elektromotorischen Kraft aufzubauen. Im vorliegenden Modifikationsbeispiel sind zwei fotoelektrische Umwandlungselemente 30A und 30B miteinander in Reihe gekoppelt; jedoch ist die Anzahl von miteinander in Reihe gekoppelten Elementen nicht auf Zwei beschränkt, und es ist möglich, gemäß Spezifikationen eines organischen Moduls gegebenenfalls zusätzlich Module bereitzustellen. Es ist besonders zu erwähnen, dass auf den Oberflächen der fotoelektrischen Umwandlungselemente 30A und 30B eine Abdichtung bzw. Versiegelung mittels eines Gas-Barrierenfilms vorgenommen ist.
  • Wie oben beschrieben wurde, wird die organische fotoelektrische Umwandlungsschicht 94 unter Verwendung des durch den oben beschriebenen allgemeinen Ausdruck (1) repräsentierten organischen Halbleitermaterials wie etwa des BBBT-Derivats konfiguriert. Dies macht es möglich, eine Interferenz mit einer zwischenmolekularen Wechselwirkung in dem durch den oben beschriebenen allgemeinen Ausdruck (1) repräsentierten organischen Halbleitermaterial zu reduzieren und eine Orientierungseigenschaft in der organischen fotoelektrischen Umwandlungsschicht 94 zu verbessern. Außerdem sind wie bei der oben beschriebenen Ausführungsform eine vorteilhafte Träger-Transportfähigkeit und ein geeignetes Energieniveau in durch das durch den allgemeinen Ausdruck (1) repräsentierte organische Halbleitermaterial ausgebildeten Körnern und zwischen den Körnern kompatibel, was es möglich macht, die Solarzelle 30 mit einer vorteilhaften fotoelektrischen Umwandlungseffizienz, ausgezeichneten Dunkelstrom-Charakteristiken und ausgezeichneten Nachbild-Charakteristiken bereitzustellen.
  • Es ist besonders zu erwähnen, dass in dem vorliegenden Modifikationsbeispiel ein Beispiel beschrieben ist, in welchem das durch den oben beschriebenen allgemeinen Ausdruck (1) repräsentierte organische Halbleitermaterial wie etwa das BBBT-Derivat in der organischen fotoelektrischen Umwandlungsschicht 94 genutzt wird, dies aber nicht einschränkend ist. Selbst eine Verwendung des organischen Halbleitermaterials in einer organischen Schicht, die zwischen der transparenten Elektrode 92 und der Gegenelektrode 96 vorgesehen ist, zum Beispiel der Lochtransportschicht 93 und der Elektronentransportschicht 95, zusätzlich zu der organischen fotoelektrischen Umwandlungsschicht 94 ermöglicht, Effekte ähnlich jenen in dem vorliegenden Modifikationsbeispiel zu erzielen.
  • <Anwendungsbeispiel>
  • (Anwendungsbeispiel 1)
  • 8 veranschaulicht eine Gesamtkonfiguration der Bildgebungseinrichtung 1, die für jedes der Pixel das in der oben beschriebenen Ausführungsform beschriebene fotoelektrische Umwandlungselement 10 nutzt. Die Bildgebungseinrichtung 1 ist ein CMOS-Bildsensor und umfasst auf dem Halbleitersubstrat 11 eine Pixel-Sektion 1a als ein Bildgebungsgebiet und eine periphere Schaltungssektion 130, die zum Beispiel einen Zeilen- bzw. Reihen-Scanner 131, einen horizontalen Selektor 133, einen Spalten-Scanner 134 und einen System-Controller 132 in einem peripheren Gebiet der Pixel-Sektion 1a enthält.
  • Die Pixel-Sektion 1a weist eine Vielzahl von Einheitspixeln P (die jeweils dem fotoelektrischen Umwandlungselement 10 entsprechen) auf, die in einer Matrix beispielsweise zweidimensional angeordnet sind. Die Einheitspixel P sind mit Pixel-Ansteuerungsleitungen Lread (konkret Reihen-Auswahlleitungen und Rücksetz-Steuerungsleitungen) für jeweilige Pixel-Reihen und vertikalen Signalleitungen Lsig für jeweilige Pixel-Spalten beispielsweise verdrahtet. Die Pixel-Ansteuerungsleitungen Lread übertragen Ansteuerungssignale für eine Signalablesung von den Pixeln. Die Pixel-Ansteuerungsleitungen Lread haben jeweils ein Ende, das mit einem entsprechenden von den jeweiligen Reihen entsprechenden Ausgangsanschlüssen des Reihen-Scanners 131 gekoppelt ist.
  • Der Reihen-Scanner 131 enthält ein Schieberegister, einen Adress-Decodierer und dergleichen und ist beispielsweise ein Pixel-Treiber, der die jeweiligen Einheitspixel P in der Pixel-Sektion 1a zeilenweise ansteuert. Ein Signal, das von jedem der Einheitspixel P einer durch den Reihen-Scanner 131 selektiv gescannten Pixel-Reihe abgegeben wird, wird über jede der vertikalen Signalleitungen Lsig dem horizontalen Selektor 133 bereitgestellt. Der horizontale Scanner 133 enthält einen Verstärker, einen horizontalen Auswahlschalter und dergleichen, die für jede der vertikalen Signalleitungen Lsig vorgesehen sind.
  • Der Spalten-Scanner 134 enthält ein Schieberegister, einen Adress-Decodierer und dergleichen und steuert jeweilige horizontale Auswahlschalter des horizontalen Selektors 133 der Reihe nach an, während die horizontalen Auswahlschalter gescannt werden. Ein derartiges selektives Scannen durch den Spalten-Scanner 134 bewirkt, dass die Signale der jeweiligen Pixel, die über die jeweiligen vertikalen Signalleitungen Lsig übertragen werden, der Reihe nach an eine horizontale Signalleitung 135 abgegeben und danach aus dem Halbleitersubstrat 11 über die horizontale Signalleitung 135 übertragen werden.
  • Schaltungskomponenten, die den Reihen-Scanner 131, den horizontalen Selektor 133, den Spalten-Scanner 134 und die horizontale Signalleitung 135 umfassen, können direkt auf dem Halbleitersubstrat 11 ausgebildet oder in einer externen Steuerungs-IC angeordnet sein. Alternativ dazu können diese Schaltungskomponenten in jedem beliebigen anderen Substrat, das mittels eines Kabels oder dergleichen gekoppelt ist, ausgebildet sein.
  • Der System-Controller 132 empfängt einen von außerhalb des Halbleitersubstrats 11 bereitgestellten Takt oder Daten oder dergleichen über Anweisungen von Operations-Modi und gibt auch Daten wie etwa eine interne Information der Bildgebungseinrichtung 1 aus. Der System-Controller 132 hat ferner einen Zeitsteuerungs-Generator, der verschiedene Zeitsteuerungssignale erzeugt, und führt eine Ansteuerungs-Steuerung der peripheren Schaltungen wie etwa des Reihen-Scanners 131, des horizontalen Scanners 133 und des Spalten-Scanners 134 auf der Basis der verschiedenen, durch den Zeitsteuerungs-Generator erzeugten Steuerungssignale durch.
  • (Anwendungsbeispiel 2)
  • Die oben beschriebene Bildgebungseinrichtung 1 ist beispielsweise für verschiedene Arten elektronischer Einrichtungen (Bildgebungseinrichtungen) mit Bildaufnahme- bzw. Bildgebungsfunktionen verwendbar. Beispiele der elektronischen Einrichtungen umfassen Kamerasysteme wie etwa digitale Fotokameras und Videokameras und Mobiltelefone mit den Bildgebungsfunktionen. 9 veranschaulicht als Beispiel eine schematische Konfiguration einer Kamera 2. Die Kamera 2 ist eine Videokamera, die beispielsweise eine Aufnahme eines Standbilds oder eines Bewegtbilds ermöglicht, und enthält die Bildgebungseinrichtung 1, ein optisches System (optische Linse) 310, eine Blendeneinrichtung 311, einen Treiber 313, der die Bildgebungseinrichtung 1 und die Blendeneinrichtung 311 ansteuert, und einen Signalprozessor 312.
  • Das optische System 310 führt Aufnahmelicht (einfallendes Licht) von einem Objekt zur Pixel-Sektion 1a der Bildgebungseinrichtung 1. Das optische System 310 kann eine Vielzahl optischer Linsen enthalten. Die Blendeneinrichtung 311 steuert einen Zeitraum, in dem die Bildgebungseinrichtung 1 mit dem Licht bestrahlt wird, und einen Zeitraum, in dem das Licht blockiert wird. Der Treiber 311 steuert eine Übertragungsoperation der Bildgebungseinrichtung 1 und eine Blendenoperation der Blendeneinrichtung 311. Der Signalprozessor 312 führt verschiedene Arten einer Signalverarbeitung an von der Bildgebungseinrichtung 1 abgegebenen Bildsignalen durch. Ein Bildsignal Dout, das der Signalverarbeitung unterzogen worden ist, wird in einem Speichermedium wie etwa einem Speicher gespeichert oder an eine Überwachungseinrichtung abgegeben oder dergleichen.
  • (Anwendungsbeispiel 3)
  • <Beispiel einer Anwendung auf ein In-vivo-Informationserfassungssystem>
  • Die Technologie (vorliegende Technologie) gemäß der vorliegenden Offenbarung ist für verschiedene Produkte verwendbar. Beispielsweise kann die Technologie gemäß der vorliegenden Offenbarung für ein System für endoskopische Chirurgie verwendet werden.
  • 10 ist ein Blockdiagramm, das ein Beispiel einer schematischen Konfiguration eines In-vivo-Informationserfassungssystems für einen Patienten unter Verwendung eines Endoskops vom Kapseltyp darstellt, für das die Technologie gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung (vorliegende Technologie) verwendet werden kann.
  • Das In-vivo-Informationserfassungssystem 10001 umfasst ein Endoskop 10100 vom Kapseltyp und eine externe Steuerungseinrichtung 10200.
  • Das Endoskop 10100 vom Kapseltyp wird zur Untersuchungszeit von einem Patienten geschluckt. Das Endoskop 10100 vom Kapseltyp hat eine Bildaufnahmefunktion und eine Funktion zur drahtlosen Kommunikation und nimmt nacheinander ein Bild aus dem Inneren eines Organs wie etwa des Magens oder eines Darms (worauf im Folgenden auch als In-vivo-Bild verwiesen wird) in vorbestimmten Intervallen auf, während es sich mittels peristaltischer Bewegung innerhalb des Organs während eines Zeitraums bewegt, bis es vom Patienten auf natürlichem Wege ausgeschieden wird. Das Endoskop 10100 vom Kapseltyp überträgt dann drahtlos sukzessiv eine Information des In-vivo-Bilds zu der externen Steuerungseinrichtung 10200 außerhalb des Körpers.
  • Die externe Steuerungseinrichtung 10200 steuert integral einen Betrieb des In-vivo-Informationserfassungssystems 10001. Darüber hinaus empfängt die externe Steuerungseinrichtung 10200 eine Information eines vom Endoskop 10100 vom Kapseltyp dorthin übertragenen In-vivo-Bilds und erzeugt Bilddaten zum Anzeigen des In-vivo-Bilds auf einer (nicht dargestellten) Anzeigeeinrichtung auf der Grundlage der empfangenen Information des In-vivo-Bilds.
  • Im In-Vivo-Informationserfassungssystem 10001 kann ein In-vivo-Bild, das einen Zustand des Inneren des Körpers eines Patienten aufgenommen hat, auf diese Weise zu jeder beliebigen Zeit während eines Zeitraums erfasst werden, bis das Endoskop 10100 vom Kapseltyp ausgeschieden wird, nachdem es geschluckt wird.
  • Eine Konfiguration und Funktionen des Endoskops 10100 vom Kapseltyp und der externen Steuerungseinrichtung 10200 werden im Folgenden detaillierter beschrieben.
  • Das Endoskop 10100 vom Kapseltyp weist ein Gehäuse 10101 vom Kapseltyp auf, worin eine Lichtquelleneinheit 10111, eine Bildaufnahmeeinheit 10112, eine Bildverarbeitungseinheit 10113, eine Einheit 10114 zur drahtlosen Kommunikation, eine Stromzuführungseinheit 10115, eine Stromversorgungseinheit 10116 und eine Steuerungseinheit 10117 untergebracht sind.
  • Die Lichtquelleneinheit 10111 enthält eine Lichtquelle wie etwa beispielsweise eine lichtemittierende Diode (LED) und strahlt Licht auf ein Bildaufnahme-Sichtfeld der Bildaufnahmeeinheit 10112.
  • Die Bildaufnahmeeinheit 10112 enthält ein Bildaufnahmeelement und ein optisches System, das eine Vielzahl Linsen umfasst, die bei einer dem Bildaufnahmeelement vorhergehenden Stufe vorgesehen sind. Reflektiertes Licht (worauf im Folgenden als Beobachtungslicht verwiesen wird) von Licht, das auf ein Körpergewebe gestrahlt wird, das ein Beobachtungsziel ist, wird durch das optische System gesammelt und wird in das Bildaufnahmeelement eingeführt. In der Bildaufnahmeeinheit 10112 wird das einfallende Beobachtungslicht durch das Bildaufnahmeelement fotoelektrisch umgewandelt, wodurch ein dem Beobachtungslicht entsprechendes Bildsignal erzeugt wird. Das durch die Bildaufnahmeeinheit 10112 erzeugte Bildsignal wird der Bildverarbeitungseinheit 10113 bereitgestellt.
  • Die Bildverarbeitungseinheit 10113 enthält einen Prozessor wie etwa eine zentrale Verarbeitungseinheit (CPU) oder eine Graphikverarbeitungseinheit (GPU) und führt verschiedene Signalprozesse für ein durch die Bildaufnahmeeinheit 10112 erzeugtes Bildsignal durch. Die Bildverarbeitungseinheit 10113 stellt das Bildsignal, für das die Signalprozesse durchgeführt worden sind, damit der Einheit 10114 zur drahtlosen Kommunikation als Rohdaten bereit.
  • Die Einheit 10114 zur drahtlosen Kommunikation führt einen vorbestimmten Prozess wie etwa einen Modulationsprozess für das Bildsignal durch, für das die Signalprozesse durch die Bildverarbeitungseinheit 10113 durchgeführt wurden, und überträgt das resultierende Bildsignal über eine Antenne 10114A zur externen Steuerungseinrichtung 10200. Darüber hinaus empfängt die Einheit 10114 zur drahtlosen Kommunikation ein auf eine Antriebssteuerung des Endoskops 10100 vom Kapseltyp bezogenes Steuersignal von der externen Steuerungseinrichtung 10200 über die Antenne 10114A. Die Einheit 10114 zur drahtlosen Kommunikation liefert das von der externen Steuerungseinrichtung 10200 empfangene Steuersignal an die Steuerungseinheit 10117.
  • Die Stromzuführungseinheit 10115 enthält eine Antennenspule zur Leistungsaufnahme, eine Leistungsrückgewinnungsschaltung zum Rückgewinnen elektrischer Leistung von in der Antennenspule erzeugtem Strom, eine Spannungsverstärkerschaltung und dergleichen. Die Stromzuführungseinheit 10115 erzeugt elektrische Leistung unter Verwendung eines Prinzips einer sogenannten kontaktfreien Aufladung.
  • Die Stromversorgungseinheit 10116 enthält eine Sekundärbatterie und speichert die durch die Stromzuführungseinheit 10115 erzeugte elektrische Leistung. In 10 sind, um eine komplizierte Veranschaulichung zu vermeiden, eine Pfeilmarkierung, die ein Versorgungsziel der elektrischen Energie von der Stromversorgungseinheit 10116 angibt, usw. weggelassen. Die in der Stromversorgungseinheit 10116 gespeicherte elektrische Leistung wird jedoch der Lichtquelleneinheit 10111, der Bildaufnahmeeinheit 10112, der Bildverarbeitungseinheit 10113, der Einheit 10114 zur drahtlosen Kommunikation und der Steuerungseinheit 10117 bereitgestellt und kann genutzt werden, um diese anzusteuern.
  • Die Steuerungseinheit 10117 enthält einen Prozessor wie etwa eine CPU und steuert geeignet eine Ansteuerung der Lichtquelleneinheit 10111, der Bildaufnahmeeinheit 10112, der Bildverarbeitungseinheit 10113, der Einheit 10114 zur drahtlosen Kommunikation und der Stromzuführungseinheit 10115 gemäß einem von der externen Steuerungseinrichtung 10200 dorthin übertragenen Steuersignal.
  • Die externe Steuerungseinrichtung 10200 enthält einen Prozessor wie etwa eine CPU oder eine GPU, einen Mikrocomputer, eine Steuerungsplatine oder dergleichen, worin ein Prozessor und ein Speicherelement wie etwa ein Speicher gemischt integriert sind. Die externe Steuerungseinrichtung 10200 überträgt über eine Antenne 10200A ein Steuersignal zur Steuerungseinheit 10117 des Endoskops 10100 vom Kapseltyp, um den Betrieb des Endoskops 10100 vom Kapseltyp zu steuern. Im Endoskop 10100 vom Kapseltyp kann beispielsweise eine Bestrahlungsbedingung von Licht auf ein Beobachtungsziel der Lichtquelleneinheit 10111 zum Beispiel gemäß einem Steuerungssignal von der externen Steuerungseinrichtung 10200 geändert werden. Darüber hinaus kann eine Bildaufnahmebedingung (zum Beispiel eine Frame-Rate, ein Belichtungswert oder dergleichen in der Bildaufnahmeeinheit 10112) gemäß einem Steuerungssignal von der externen Steuerungseinrichtung 10200 geändert werden. Ferner kann der Gehalt einer Verarbeitung durch die Bildverarbeitungseinheit 10113 oder eine Bedingung zum Übertragen eines Bildsignals von der Einheit 10114 zur drahtlosen Kommunikation (zum Beispiel ein Übertragungsintervall, die Anzahl an Übertragungsbildern und dergleichen) gemäß einem Steuerungssignal von der externen Steuerungseinrichtung 10200 geändert werden.
  • Darüber hinaus führt die externe Steuerungseinrichtung 10200 verschiedene Bildprozesse für ein Bildsignal aus, das von dem Endoskop 10100 vom Kapseltyp dorthin übertragen wurde, um Bilddaten zum Anzeigen eines aufgenommenen In-vivo-Bilds auf der Anzeigeeinrichtung zu erzeugen. Als die Bildprozesse können verschiedene Signalprozesse ausgeführt werden, wie etwa beispielsweise ein Entwicklungsprozess (Prozess zum Demosaicing), ein eine Bildqualität verbessernder Prozess (ein Prozess zur Bandbreitenerweiterung, ein Superauflösungsprozess, ein Prozess zur Rauschunterdrückung (NR) und/oder ein Bildstabilisierungsprozess) und/oder ein Vergrößerungsprozess (Prozess eines elektronischen Zoom). Die externe Steuerungseinrichtung 10200 steuert eine Ansteuerung der Anzeigeeinrichtung, um die Anzeigeeinrichtung zu veranlassen, auf der Basis erzeugter Bilddaten aufgenommene In-vivo-Bilder anzuzeigen. Alternativ dazu kann die externe Steuerungseinrichtung 10200 auch eine (nicht veranschaulichte) Aufzeichnungseinrichtung steuern, um erzeugte Bilddaten aufzuzeichnen, oder eine (nicht veranschaulichte) Druckeinrichtung steuern, um erzeugte Bilddaten auszudrucken.
  • Ein Beispiel des In-vivo-Informationserfassungssystems, für das die Technologie gemäß der vorliegenden Offenbarung verwendet werden kann, wurde oben beschrieben. Die Technologie gemäß der vorliegenden Offenbarung kann für zum Beispiel die Bildaufnahmeeinheit 10112 beschrieben werden. Dies ermöglicht, die Genauigkeit der Untersuchung zu verbessern.
  • (Anwendungsbeispiel 4)
  • <Beispiel einer Anwendung auf ein System für endoskopische Chirurgie>
  • Die Technologie gemäß der vorliegenden Offenbarung (vorliegende Technologie) kann für verschiedene Produkte verwendet werden. Beispielsweise kann die Technologie gemäß der vorliegenden Offenbarung für ein System für endoskopische Chirurgie verwendet werden.
  • 11 ist eine Ansicht, die ein Beispiel einer schematischen Konfiguration eines Systems für endoskopische Chirurgie darstellt, für das die Technologie gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung (vorliegende Technologie) verwendet werden kann.
  • In 11 ist ein Zustand veranschaulicht, in welchem ein Chirurg (Arzt) 11131 gerade ein System 11000 für endoskopische Chirurgie verwendet, um einen chirurgischen Eingriff an einem Patienten 11132 auf einem Patientenbett 11133 durchzuführen. Wie dargestellt umfasst das System 11000 für endoskopische Chirurgie ein Endoskop 11100, andere chirurgische Instrumente 11110 wie etwa ein Pneumoperitoneum-Rohr 11111 und eine Energiebehandlungsvorrichtung 11112, eine Trägerarmeinrichtung 11120, die das Endoskop 11100 darauf trägt, und einen Rollwagen 11200, auf welchem verschiedene Einrichtungen für endoskopische Chirurgie montiert sind.
  • Das Endoskop 11100 umfasst einen Linsentubus 11101, mit einem Bereich vorbestimmter Länge von dessen Distalende, um in einen Körperhohlraum des Patienten 11132 eingeführt zu werden, und einen Kamerakopf 11102, der mit einem Proximalende des Linsentubus 11101 verbunden ist. In dem dargestellten Beispiel ist das Endoskop 11100 dargestellt, das ein steifes Endoskop mit dem Linsentubus 11101 vom harten Typ umfasst. Das Endoskop 11100 kann jedoch ansonsten als flexibles bzw. biegsames Endoskop mit dem Linsentubus 11101 vom biegsamen Typ einbezogen sein.
  • An seinem Distalende weist der Linsentubus 11101 eine Öffnung auf, in welche eine Objektlinse eingepasst ist. Eine Lichtquelleneinrichtung 11203 ist mit dem Endoskop 11100 so verbunden, dass von der Lichtquelleneinrichtung 11203 erzeugtes Licht in ein Distalende des Linsentubus 11101 durch eine Lichtführung eingeführt wird, die sich innerhalb des Linsentubus 11101 erstreckt, und in Richtung eines Beobachtungsziels in einem Körperhohlraum des Patienten 11132 durch die Objektlinse gestrahlt wird. Es ist besonders zu erwähnen, dass das Endoskop 11100 ein Endoskop für Geradeaussicht sein kann oder ein Endoskop für Schrägsicht oder ein Endoskop für eine Seitensicht sein kann.
  • Ein optisches System und ein Bildaufnahmeelement sind innerhalb des Kamerakopfes 11102 so vorgesehen, dass reflektiertes Licht (Beobachtungslicht) vom Beobachtungsziel durch das optische System auf dem Bildaufnahmeelement zusammengeführt bzw. gesammelt wird. Das Beobachtungslicht wird durch das Bildaufnahmeelement photoelektrisch umgewandelt, um ein dem Beobachtungslicht entsprechendes elektrisches Signal, nämlich ein einem Beobachtungsbild entsprechendes Bildsignal, zu erzeugen. Das Bildsignal wird als Rohdaten zu einer CCU 11201 übertragen.
  • Die CCU 11201 enthält eine zentrale Verarbeitungseinheit (CPU), eine Graphikverarbeitungseinheit (GPU) oder dergleichen und steuert übergreifend bzw. integral eine Operation des Endoskops 11100 und einer Anzeigeeinrichtung 11202. Ferner empfängt die CCU 11201 ein Bildsignal vom Kamerakopf 11102 und führt für das Bildsignal verschiedene Bildprozesse zum Anzeigen eines auf dem Bildsignal basierenden Bildes wie etwa beispielsweise einen Entwicklungsprozess (Demosaicing-Prozess) durch.
  • Die Anzeigeeinrichtung 11202 zeigt darauf ein Bild, das auf einem Bildsignal basiert, für das von der CCU 11201 die Bildprozesse durchgeführt wurden, unter einer Steuerung der CCU 11201 an.
  • Die Lichtquelleneinrichtung 11203 enthält eine Lichtquelle, wie etwa beispielsweise eine lichtemittierende Diode (LED), und führt Bestrahlungslicht bei einer Abbildung eines Bereichs eines chirurgischen Eingriffs dem Endoskop 11100 zu.
  • Eine Eingabeeinrichtung 11204 ist eine Eingabeschnittstelle für das System 11000 für endoskopische Chirurgie. Ein Nutzer kann über die Eingabeeinrichtung 11204 Eingaben verschiedener Arten einer Information oder Anweisung durchführen, die in das System 11000 für endoskopische Chirurgie eingegeben werden. Beispielsweise gibt der Nutzer eine Anweisung oder dergleichen, um eine Bildaufnahmebedingung (eine Art von Bestrahlungslicht, eine Vergrößerung, eine Brennweite oder dergleichen) durch das Endoskop 11100 zu ändern, ein.
  • Eine Einrichtung 11205 zur Steuerung eines Behandlungsinstruments steuert eine Ansteuerung der Energiebehandlungsvorrichtung 11112 für eine Kauterisierung bzw. Verätzung oder einen Schnitt eines Gewebes, ein Verschließen eines Blutgefäßes oder dergleichen. Um das Sichtfeld des Endoskops 11100 sicherzustellen und den Arbeitsraum für den Chirurgen sicherzustellen, führt eine Pneumoperitoneum-Einrichtung 11206 durch das Pneumoperitoneum-Rohr 11111 Gas in einen Körperhohlraum des Patienten 11132 ein, um den Körperhohlraum auszudehnen. Eine Aufzeichnungseinrichtung 11207 ist eine Einrichtung, die verschiedene Arten einer Information in Bezug auf einen chirurgischen Eingriff aufzeichnen kann. Ein Drucker 11208 ist eine Einrichtung, die verschiedene Arten von Information in Bezug auf einen chirurgischen Eingriff in verschiedenen Formen wie etwa als Text, Bild oder grafische Darstellung drucken kann.
  • Es ist besonders zu erwähnen, dass die Lichtquelleneinrichtung 11203, die Bestrahlungslicht, wenn ein Bereich eines chirurgischen Eingriffs abgebildet werden soll, dem Endoskop 11100 zugeführt, eine Weißlichtquelle enthalten kann, die zum Beispiel eine LED, eine Laserlichtquelle oder eine Kombination von ihnen umfasst. Wenn eine Weißlichtquelle eine Kombination von roten, grünen und blauen (RGB-) Laserlichtquellen enthält, kann, da die Ausgabeintensität und der Ausgabezeitpunkt für jede Farbe (jede Wellenlänge) mit einem hohen Grad an Genauigkeit gesteuert werden kann, eine Einstellung des Weißabgleichs eines aufgenommenen Bildes von der Lichtquelleneinrichtung 11203 durchgeführt werden. Ferner wird in diesem Fall, falls Laserstrahlen von den jeweiligen RGB-Laserlichtquellen in Zeitmultiplex-Weise auf ein Beobachtungsziel gestrahlt werden, eine Ansteuerung der Bildaufnahmeelemente des Kamerakopfes 11102 synchron mit den Bestrahlungszeitpunkten gesteuert. Dann können den R-, G- und B-Farben individuell entsprechende Bilder ebenfalls in Zeitmultiplex-Weise aufgenommen werden. Gemäß diesem Verfahren ist es möglich, ein Farbbild zu erhalten, selbst wenn keine Farbfilter für das Bildaufnahmeelement vorgesehen sind.
  • Ferner kann die Lichtquelleneinrichtung 11203 so gesteuert werden, dass die Intensität eines abzugebenden Lichts für jede vorbestimmte Zeit geändert wird. Indem man eine Ansteuerung des Bildaufnahmeelements des Kamerakopfes 11102 synchron mit dem Zeitpunkt der Änderung der Lichtintensität steuert, um Bilder in Zeitmultiplex-Weise zu erfassen, und die Bilder kombiniert bzw. synthetisiert, kann ein Bild mit einem hohen Dynamikbereich ohne unterentwickelte blockierte Abschattungen und überbelichtete Hervorhebungen erzeugt werden.
  • Außerdem kann die Lichtquelleneinrichtung 11203 dafür konfiguriert sein, Licht eines vorbestimmten Wellenlängenbands, das für eine Beobachtung mit speziellem Licht geeignet ist, bereitzustellen. Bei einer Beobachtung mit speziellem Licht wird beispielsweise unter Ausnutzung der Wellenlängenabhängigkeit eines Lichtabsorptionsvermögens in Körpergewebe, um Licht eines schmalen Bandes zu strahlen, im Vergleich mit Bestrahlungslicht bei einer gewöhnlichen Beobachtung (nämlich weißes Licht), eine schmalbandige Beobachtung (schmalbandige Abbildung) zum Abbilden eines vorbestimmten Gewebes wie etwa eines Blutgefäßes eines Oberflächenbereichs der mukosalen Membran in einem hohen Kontrast durchgeführt. Alternativ dazu kann bei einer Beobachtung mit speziellem Licht eine Fluoreszenzbeobachtung durchgeführt werden, um ein Bild aus Fluoreszenzlicht zu erhalten, das mittels Bestrahlung mit Anregungslicht erzeugt wird. Bei einer Fluoreszenzbeobachtung ist es möglich, eine Beobachtung von Fluoreszenzlicht von einem Körpergewebe durchzuführen, indem Anregungslicht auf das Körpergewebe gestrahlt wird (Eigenfluoreszenz-Beobachtung), oder ein Fluoreszenzlichtbild zu erhalten, indem ein Reagenzmittel wie etwa Indocyaningrün (ICG) lokal in ein Körpergewebe injiziert und Anregungslicht entsprechend einer Fluoreszenzwellenlänge des Reagenzmittels auf das Körpergewebe gestrahlt wird. Die Lichtquelleneinrichtung 11203 kann dafür konfiguriert sein, derartiges schmalbandiges Licht und/oder Anregungslicht, das für eine Beobachtung mit speziellem Licht wie oben beschrieben geeignet ist, bereitzustellen.
  • 12 ist ein Blockdiagramm, das ein Beispiel einer funktionalen Konfiguration des Kamerakopfes 11102 und der CCU 11201 zeigt, die in 11 dargestellt sind.
  • Der Kamerakopf 11102 enthält eine Linseneinheit 11401, eine Bildaufnahmeeinheit 11402, eine Ansteuereinheit 11403, eine Kommunikationseinheit 11404 und eine Kamerakopf-Steuereinheit 11405. Die CCU 11201 enthält eine Kommunikationseinheit 11411, eine Bildverarbeitungseinheit 11412 und eine Steuerungseinheit 11413. Der Kamerakopf 11102 und die CCU 11201 sind für eine Kommunikation miteinander durch ein Übertragungskabel 11400 verbunden.
  • Die Linseneinheit 11401 ist ein optisches System, das an einer Verbindungsstelle mit dem Linsentubus 11101 vorgesehen ist. Von einem Distalende des Linsentubus 11101 empfangenes Beobachtungslicht wird zum Kamerakopf 11102 geführt und in die Linseneinheit 11401 eingeführt. Die Linseneinheit 11401 enthält eine Kombination einer Vielzahl von Linsen, einschließlich einer Zoomlinse und einer Fokuslinse.
  • Die Anzahl an Bildaufnahmeeinheiten, die in der Bildaufnahmeeinheit 11402 enthalten sind, kann Eins (Einzelplattentyp) oder eine Mehrzahl (Mehrplattentyp) sein. Wenn die Bildaufnahmeeinheit 11402 beispielsweise wie diejenige des Mehrplattentyps konfiguriert ist, werden jeweiligen R, G und B entsprechende Bildsignale durch die Bildaufnahmeelemente erzeugt, und die Bildsignale können synthetisiert werden, um ein Farbbild zu erhalten. Die Bildaufnahmeeinheit 11402 kann auch so konfiguriert sein, dass sie ein Paar Bildaufnahmeelemente enthält, um jeweilige Bildsignale für das rechte Auge und das linke Auge zu erlangen, die für eine dreidimensionale (3D) Anzeige geeignet sind. Falls eine 3D-Anzeige ausgeführt wird, kann dann die Tiefe eines Gewebes eines lebenden Körpers in einem Bereich eines chirurgischen Eingriffs vom Chirurgen 11131 genauer erkannt werden. Es ist besonders zu erwähnen, dass, wenn die Bildaufnahmeeinheit 11402 wie diejenige eines stereoskopischen Typs konfiguriert ist, eine Vielzahl von Systemen von Linseneinheiten 11401 entsprechend den einzelnen Bildaufnahmeelementen vorgesehen ist.
  • Außerdem muss die Bildaufnahmeeinheit 11402 nicht notwendigerweise auf dem Kamerakopf 11102 vorgesehen sein. Beispielsweise kann die Bildaufnahmeeinheit 11402 unmittelbar hinter der Objektivlinse innerhalb des Linsentubus 11101 vorgesehen sein.
  • Die Ansteuereinheit 11403 enthält einen Aktuator und bewegt unter der Steuerung der Kamerakopf-Steuereinheit 11405 die Zoomlinse und die Fokuslinse der Linseneinheit 11401 um einen vorbestimmten Abstand entlang einer optischen Achse. Folglich können die Vergrößerung und der Fokus eines aufgenommenen Bildes durch die Bildaufnahmeeinheit 11402 geeignet eingestellt werden.
  • Die Kommunikationseinheit 11404 enthält eine Kommunikationseinrichtung zum Übertragen und Empfangen verschiedener Arten von Information zu und von der CCU 11201. Die Kommunikationseinheit 11404 überträgt ein von der Bildaufnahmeeinheit 11402 erlangtes Bildsignal über das Übertragungskabel 11400 als Rohdaten zur CCU 11201.
  • Außerdem empfängt die Kommunikationseinheit 11404 ein Steuerungssignal zum Steuern einer Ansteuerung des Kamerakopfes 11102 von der CCU 11201 und stellt das Steuerungssignal der Kamerakopf-Steuereinheit 11405 bereit. Das Steuerungssignal enthält Information in Bezug auf Bildaufnahmebedingungen, wie etwa zum Beispiel eine Information, dass eine Frame-Rate eines aufgenommenen Bildes bestimmt ist, eine Information, dass ein Belichtungswert bei einer Bildaufnahme bestimmt ist, und/oder eine Information, dass eine Vergrößerung und ein Fokus eines aufgenommenen Bildes bestimmt sind.
  • Es ist besonders zu erwähnen, dass die Bildaufnahmebedingungen wie etwa die Frame-Rate, der Belichtungswert, die Vergrößerung oder der Fokus durch den Nutzer bestimmt werden können oder durch die Steuerungseinheit 11413 der CCU 11201 auf der Basis des erfassten Bildsignals automatisch eingestellt werden können. Im letztgenannten Fall sind im Endoskop 11100 eine Funktion einer automatischen Belichtung (AE), eine Funktion eines Autofokus (AF) und eine Funktion eines automatischen Weißabgleichs (AWB) integriert.
  • Die Kamerakopf-Steuereinheit 11405 steuert eine Ansteuerung des Kamerakopfes 11102 auf der Basis eines über die Kommunikationseinheit 11404 von der CCU 11201 empfangenen Steuerungssignals.
  • Die Kommunikationseinheit 11411 enthält eine Kommunikationseinrichtung, um verschiedene Arten von Information zum Kamerakopf 11102 zu übertragen und von ihm zu empfangen. Die Kommunikationseinheit 11411 empfängt ein über das Übertragungskabel 11400 vom Kamerakopf 11102 dorthin übertragenes Bildsignal.
  • Außerdem überträgt die Kommunikationseinheit 11411 ein Steuerungssignal zum Steuern einer Ansteuerung des Kamerakopfes 11102 zum Kamerakopf 11102. Das Bildsignal und das Steuerungssignal können mittels elektrischer Kommunikation, optischer Kommunikation oder dergleichen übertragen werden.
  • Die Bildverarbeitungseinheit 11412 führt verschiedene Bildprozesse für ein Bildsignal in der Form vom Kamerakopf 11102 dorthin übertragener Rohdaten durch.
  • Die Steuerungseinheit 11413 führt verschiedene Arten einer Steuerung bezüglich einer Bildaufnahme eines Bereiches eines chirurgischen Eingriffs oder dergleichen durch das Endoskop 11100 und einer Anzeige eines aufgenommenen Bildes durch, das mittels einer Bildaufnahme des Bereichs eines chirurgischen Eingriffs oder dergleichen erhalten wurde. Beispielsweise erzeugt die Steuerungseinheit 11413 ein Steuerungssignal, um eine Ansteuerung des Kamerakopfes 11102 zu steuern.
  • Außerdem steuert die Steuerungseinheit 11413 auf der Basis eines Bildsignals, für das Bildprozesse mittels der Bildverarbeitungseinheit 11412 durchgeführt wurden, die Anzeigeeinrichtung 11202, um ein aufgenommenes Bild anzuzeigen, in welchem der Bereich eines chirurgischen Eingriffs oder dergleichen abgebildet ist. Daraufhin kann die Steuerungseinheit 11413 unter Verwendung verschiedener Bilderkennungstechnologien verschiedene Objekte in dem aufgenommenen Bild erkennen. Beispielsweise kann die Steuerungseinheit 11413 ein chirurgisches Instrument wie etwa eine Pinzette bzw. Zange, einen bestimmten Bereich eines lebenden Körpers, eine Blutung, Dunst, wenn die Energiebehandlungsvorrichtung 11112 verwendet wird, und so weiter erkennen, indem die Form, Farbe und so weiter von Rändern von Objekten detektiert werden, die in einem aufgenommenen Bild enthalten sind. Die Steuerungseinheit 11413 kann, wenn sie die Anzeigeeinrichtung 11202 steuert, um ein aufgenommenes Bild anzuzeigen, veranlassen, dass verschiedene Arten einer einen chirurgischen Eingriff unterstützenden Information überlappend mit einem Bild des Bereichs eines chirurgischen Eingriffs unter Verwendung eines Erkennungsergebnisses angezeigt werden. Wenn die einen chirurgischen Eingriff unterstützende Information überlappend angezeigt und dem Chirurgen 11131 präsentiert wird, kann die Belastung für den Chirurgen 11131 reduziert werden, und der Chirurg 11131 kann den chirurgischen Eingriff sicher fortführen.
  • Das Übertragungskabel 11400, das den Kamerakopf 11102 und die CCU 11201 miteinander verbindet, ist ein elektrisches Signalkabel, das eine Kommunikation elektrischer Signale geeignet ist, eine Lichtleitfaser, die für eine optische Kommunikation geeignet ist, oder ein Verbundkabel, das für sowohl elektrische als auch optische Kommunikation geeignet ist.
  • Während im dargestellten Beispiel unter Verwendung des Übertragungskabels 11400 eine Kommunikation mittels einer drahtgebundenen Kommunikation durchgeführt wird, kann hier die Kommunikation zwischen dem Kamerakopf 11102 und der CCU 11201 mittels einer drahtlosen Kommunikation durchgeführt werden.
  • Ein Beispiel eines Systems für endoskopische Chirurgie, für das die Technologie gemäß der vorliegenden Offenbarung verwendet werden kann, wurde beschrieben. Die Technologie gemäß der vorliegenden Offenbarung kann für die Bildaufnahmeeinheit 11402 der oben beschriebenen Konfigurationen verwendet werden. Eine Anwendung der Technologie gemäß der vorliegenden Offenbarung auf die Bildaufnahmeeinheit 11402 ermöglicht, die Genauigkeit einer Untersuchung zu verbessern.
  • Es ist besonders zu erwähnen, dass das System für endoskopische Chirurgie hier als ein Beispiel beschrieben wurde, die Technologie gemäß der vorliegenden Offenbarung aber außerdem für beispielsweise ein System für mikroskopische Chirurgie und dergleichen verwendet werden kann.
  • (Anwendungsbeispiel 3)
  • <Beispiel einer Anwendung auf einen beweglichen Körper>
  • Die Technologie gemäß der vorliegenden Offenbarung kann für verschiedene Produkte verwendet werden. Beispielsweise kann die Technologie gemäß der vorliegenden Offenbarung in Form einer Einrichtung realisiert werden, die an einem beweglichen Körper beliebiger Art wie etwa beispielswiese einem Automobil, einem Elektrofahrzeug, einem Hybrid-Elektrofahrzeug, einem Motorrad, einem Fahrrad, einer Vorrichtung für persönliche Mobilität, einem Flugzeug, einer Drohne, einem Schiff, einem Roboter, einer Baumaschine und einer landwirtschaftlichen Maschine (Traktor) montiert werden soll.
  • 13 ist ein Blockdiagramm, das ein Beispiel einer schematischen Konfiguration eines Fahrzeugsteuerungssystems als ein Beispiel eines Systems zur Steuerung beweglicher Körper veranschaulicht, für das die Technologie gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung verwendet werden kann.
  • Das Fahrzeugsteuerungssystem 12000 umfasst eine Vielzahl elektronischer Steuereinheiten, die über ein Kommunikationsnetzwerk 12001 miteinander verbunden sind. In dem in 13 dargestellten Beispiel umfasst das Fahrzeugsteuerungssystem 12000 eine Antriebssystem-Steuereinheit 12010, eine Karosseriesystem-Steuereinheit 12020, eine Einheit 12030 zur Detektion von Information von außerhalb des Fahrzeugs, eine Einheit 12040 zur Detektion von Information im Fahrzeug und eine integrierte Steuereinheit 12050. Außerdem sind als eine funktionale Konfiguration der integrierten Steuereinheit 12050 ein Mikrocomputer 12051, eine Ton/Bild-Ausgabesektion 12052 und eine Schnittstelle (I/F) 12053 des im Fahrzeug montierten Netzwerks veranschaulicht.
  • Die Antriebssystem-Steuereinheit 12010 steuert gemäß verschiedenen Arten von Programmen die Operation von Vorrichtungen in Bezug auf das Antriebssystem des Fahrzeugs. Beispielsweise dient die Antriebssystem-Steuereinheit 12010 als Steuerungsvorrichtung für eine Antriebskraft-Erzeugungsvorrichtung zum Erzeugen einer Antriebskraft des Fahrzeugs wie etwa einen Verbrennungsmotor, einen Antriebsmotor oder dergleichen, einen Antriebskraft-Übertragungsmechanismus, um die Antriebskraft auf Räder zu übertragen, einen Lenkmechanismus, um den Lenkwinkel des Fahrzeugs einzustellen, eine Bremsvorrichtung, um die Bremskraft des Fahrzeugs zu erzeugen, und dergleichen.
  • Die Karosseriesystem-Steuereinheit 12020 steuert die Operation verschiedener Arten von Vorrichtungen, die an einer Fahrzeugkarosserie vorgesehen sind, gemäß verschiedenen Arten von Programmen. Beispielsweise dient die Karosseriesystem-Steuereinheit 12020 als Steuerungsvorrichtung für ein schlüsselloses Zugangssystem, ein System für intelligente Schlüssel, eine automatische Fenstervorrichtung oder verschiedene Arten von Leuchten wie etwa einen Frontscheinwerfer, einen Heckscheinwerfer, eine Bremsleuchte, ein Fahrtrichtungssignal, eine Nebelleuchte oder dergleichen. In diesem Fall können Funkwellen, die von einer mobilen Vorrichtung als Alternative zu einem Schlüssel gesendet werden, oder Signale verschiedener Arten von Schaltern in die Karosseriesystem-Steuereinheit 12020 eingespeist werden. Die Karosseriesystem-Steuereinheit 12020 empfängt diese eingespeisten Funkwellen oder Signale und steuert eine Türverriegelungsvorrichtung, die automatische Fenstervorrichtung, die Leuchten oder dergleichen des Fahrzeugs.
  • Die Einheit 12030 zur Detektion von Information von außerhalb des Fahrzeugs detektiert Information über die äußere Umgebung des das Fahrzeugsteuerungssystem 12000 enthaltenden Fahrzeugs. Beispielsweise ist die Einheit 12030 zur Detektion von Information von außerhalb des Fahrzeugs mit einer Bildgebungssektion 12031 verbunden. Die Einheit 12030 zur Detektion von Information von außerhalb des Fahrzeugs veranlasst die Bildgebungssektion 12031, ein Bild der äußeren Umgebung des Fahrzeugs aufzunehmen, und empfängt das aufgenommene Bild. Die Einheit 12030 zur Detektion von Information von außerhalb des Fahrzeugs kann auf der Basis des empfangenen Bildes eine Verarbeitung zum Detektieren eines Objekts wie etwa einer Person, eines Wagens, eines Hindernisses, eines Verkehrsschilds, eines Zeichens auf einer Straßenoberfläche oder dergleichen oder eine Verarbeitung zum Detektieren eines Abstands dazu ausführen.
  • Die Bildgebungssektion 12031 ist ein optischer Sensor, der Licht empfängt und der entsprechend einer empfangenen Lichtmenge des Lichts ein elektrisches Signal abgibt. Die Bildgebungssektion 12031 kann auch das elektrische Signal als Bild ausgeben oder kann das elektrische Signal als Information über einen gemessenen Abstand abgeben. Außerdem kann das von der Bildgebungssektion 12031 empfangene Licht sichtbares Licht sein oder kann unsichtbares Licht wie etwa Infrarotstrahlen oder dergleichen sein.
  • Die Einheit 12040 zur Detektion von Information im Fahrzeug detektiert Information über das Innere bzw. aus dem Inneren des Fahrzeugs. Die Einheit 12040 zur Detektion von Information im Fahrzeug ist zum Beispiel mit einer Sektion 12041 zur Detektion eines Fahrerzustands verbunden, die den Zustand eines Fahrers detektiert. Die Sektion 12041 zur Detektion eines Fahrerzustands umfasst zum Beispiel eine Kamera, die den Fahrer aufnimmt. Die Einheit 12040 zur Detektion von Information im Fahrzeug kann auf der Basis einer von der Sektion 12041 zur Detektion eines Fahrerzustands eingegebenen Detektionsinformation einen Ermüdungsgrad des Fahrers oder einen Konzentrationsgrad des Fahrers berechnen oder kann bestimmen, ob der Fahrer eindöst.
  • Der Mikrocomputer 12051 kann einen Steuerungszielwert für die Antriebskraft-Erzeugungsvorrichtung, den Lenkmechanismus oder die Bremsvorrichtung auf der Basis der Information über das Innere oder die äußere Umgebung des Fahrzeugs berechnen, welche Information durch die Einheit 12030 zur Detektion von Information von außerhalb des Fahrzeugs oder die Einheit 12040 zur Detektion von Information im Fahrzeug erhalten wird, und kann einen Steuerungsbefehl an die Antriebssystem-Steuereinheit 12010 ausgeben. Beispielsweise kann der Mikrocomputer 12051 eine kooperative Steuerung durchführen, die dazu gedacht ist, Funktionen eines fortgeschrittenen Fahrerassistenzsystems (ADAS) zu realisieren, dessen Funktionen eine Vermeidung einer Kollision oder Aufprallabschwächung für das Fahrzeug, eine Nachfolgefahrt basierend auf einem Folgeabstand, eine Fahrt bei konstanter Geschwindigkeit, eine Warnung vor einer Kollision des Fahrzeugs, eine Warnung vor einer Spurabweichung des Fahrzeugs oder dergleichen einschließen.
  • Außerdem kann der Mikrocomputer 12051 eine kooperative Steuerung ausführen, die für automatisches Fahren gedacht ist, die das Fahrzeug, ohne von einem Eingriff des Fahrers oder dergleichen abhängig zu sein, autonom fahren lässt, indem die Antriebskraft-Erzeugungsvorrichtung, der Lenkmechanismus, die Bremsvorrichtung oder dergleichen auf der Basis der Information über die äußere Umgebung oder das Innere des Fahrzeugs gesteuert werden, welche Information durch die Einheit 12030 zur Detektion von Information von außerhalb des Fahrzeugs oder die Einheit 12040 zur Detektion von Information im Fahrzeug erhalten wird.
  • Der Mikrocomputer 12051 kann außerdem einen Steuerungsbefehl an die Karosseriesystem-Steuereinheit 12020 auf der Basis der Information über die äußere Umgebung des Fahrzeugs ausgeben, welche Information durch die Einheit 12030 zur Detektion von Information von außerhalb des Fahrzeugs erhalten wird. Beispielsweise kann der Mikrocomputer 12051 eine kooperative Steuerung ausführen, die dazu gedacht ist, eine Blendung zu verhindern, indem die Frontleuchte gemäß der Position eines vorausfahrenden Fahrzeugs oder eines entgegenkommenden Fahrzeugs, das durch die Einheit 12030 zur Detektion von Information von außerhalb des Fahrzeugs detektiert wird, gesteuert wird, um von Fernlicht auf Abblendlicht umzuschalten.
  • Die Ton/Bild-Ausgabesektion 12052 überträgt ein Ausgangssignal eines Tons und/oder eines Bildes an eine Ausgabevorrichtung, die eine Information einem Insassen des Fahrzeugs oder der äußeren Umgebung des Fahrzeugs optisch oder akustisch übermitteln kann. Im Beispiel von 13 sind als die Ausgabevorrichtung ein Lautsprecher 12061, eine Anzeigesektion 12062 und ein Armaturenbrett 12063 angegeben. Die Anzeigesektion 12062 kann beispielsweise eine bordeigene Anzeige und/oder ein Head-Up-Display umfassen.
  • 14 ist ein Diagramm, das ein Beispiel einer Installationsposition der Bildgebungssektion 12031 veranschaulicht.
  • In 14 umfasst die Bildgebungssektion 12031 Bildgebungssektionen 12101, 12102, 12103, 12104 und 12105.
  • Die Bildgebungssektionen 12101, 12102, 12103, 12104 und 12105 sind beispielsweise an Positionen an einer Frontpartie, von Seitenspiegeln, einer hinteren Stoßstange und einer Hecktür, des Fahrzeugs 12100 sowie einer Position an einem oberen Teil einer Windschutzscheibe im Inneren des Fahrzeugs angeordnet. Die an der Frontpartie vorgesehene Bildgebungssektion 12101 und die am oberen Teil der Windschutzscheibe im Inneren des Fahrzeugs vorgesehene Bildgebungssektion 12105 erhalten vorwiegend ein Bild von vor dem Fahrzeug 12100. Die an den Seitenspiegeln vorgesehenen Bildgebungssektionen 12102 und 12103 erhalten vorwiegend ein Bild von den Seiten des Fahrzeugs 12100. Die an der hinteren Stoßstange oder der Hecktür vorgesehene Bildgebungssektion 12104 erhält vorwiegend ein Bild von hinter dem Fahrzeug 12100. Die am oberen Teil der Windschutzscheibe im Inneren vorgesehene Bildgebungssektion 12105 wird vorwiegend genutzt, um ein vorausfahrendes Fahrzeug, einen Fußgänger, ein Hindernis, eine Verkehrsampel, ein Verkehrszeichen, eine Fahrspur oder dergleichen zu detektieren.
  • Im Übrigen stellt 14 ein Beispiel von Fotografierbereichen der Bildgebungssektionen 12101 bis 12104 dar. Ein Abbildungsbereich 12111 repräsentiert den Abbildungsbereich der an der Frontpartie vorgesehenen Bildgebungssektion 12101. Abbildungsbereiche 12112 und 12113 repräsentieren die Abbildungsbereiche der an den Seitenspiegeln vorgesehenen Bildgebungssektionen 12102 bzw. 12103. Ein Abbildungsbereich 12114 repräsentiert den Abbildungsbereich der an der hinteren Stoßstange oder der Hecktür vorgesehenen Bildgebungssektion 12104. Beispielsweise wird ein Bild aus der Vogelperspektive des Fahrzeugs 12100 , wie es von oben gesehen wird, erhalten, indem beispielsweise durch die Bildgebungssektionen 12101 bis 12104 abgebildete Bilddaten aufeinander gelegt werden.
  • Zumindest eine der Bildgebungssektionen 12101 bis 12104 kann eine Funktion zum Erhalten einer Abstandsinformation aufweisen. Beispielsweise kann zumindest eine der Bildgebungssektionen 12101 bis 12104 eine Stereokamera sein, die aus einer Vielzahl von Bildgebungselementen aufgebaut ist, oder kann ein Bildgebungselement sein, das Pixel für eine Detektion von Phasendifferenzen enthält.
  • Der Mikrocomputer 12051 kann beispielsweise einen Abstand zu jedem dreidimensionalen Objekt innerhalb der Abbildungsbereiche 12111 bis 12114 und eine zeitliche Änderung des Abstands (Relativgeschwindigkeit in Bezug auf das Fahrzeug 12100) auf der Basis der von den Bildgebungssektionen 12101 bis 12104 erhaltenen Abstandsinformation bestimmen und dadurch insbesondere als ein vorausfahrendes Fahrzeug ein nächstgelegenes dreidimensionales Objekt extrahieren, das sich auf einem Fahrweg des Fahrzeugs 12100 befindet und das mit einer vorbestimmten Geschwindigkeit (zum Beispiel gleich 0 km/h oder höher) in im Wesentlichen der gleichen Richtung wie das Fahrzeug 12100 fährt. Ferner kann der Mikrocomputer 12051 einen beizubehaltenden Folgeabstand zu einem vorausfahrenden Fahrzeug vorher festlegen und eine automatische Bremssteuerung (einschließlich einer Nachfolge-Stopp-Steuerung), eine automatische Beschleunigungssteuerung (einschließlich einer Nachfolge-Start-Steuerung) oder dergleichen durchführen. Folglich ist es möglich, eine kooperative Steuerung auszuführen, die für automatisches Fahren gedacht ist, was das Fahrzeug, ohne vom Eingriff des Fahrers oder dergleichen abhängig zu sein, autonom fahren lässt.
  • Der Mikrocomputer 12051 kann zum Beispiel dreidimensionale Objektdaten über dreidimensionale Objekte in dreidimensionale Objektdaten eines zweirädrigen Fahrzeugs, eines Fahrzeugs üblicher Größe, eines großen Fahrzeugs, eines Fußgängers, eines Telefonmasten und andere dreidimensionale Objekte auf der Basis der Abstandsinformation klassifizieren, die von den Bildgebungssektionen 12101 bis 12104 erhalten werden, die klassifizierten dreidimensionalen Objektdaten extrahieren und die extrahierten dreidimensionalen Objekten zum automatischen Ausweichen eines Hindernisses nutzen. Beispielsweise identifiziert der Mikrocomputer 12051 Hindernisse um das Fahrzeug 12100 als Hindernisse, die der Fahrer des Fahrzeugs 12100 optisch erkennen kann, und Hindernisse, die für den Fahrer des Fahrzeugs 12100 optisch schwer zu erkennen sind. Der Mikrocomputer 12051 bestimmt dann ein Kollisionsrisiko, das ein Risiko einer Kollision mit jedem Hindernis angibt. In einer Situation, in der das Kollisionsrisiko gleich einem eingestellten Wert oder höher ist und somit eine Möglichkeit einer Kollision besteht, gibt der Mikrocomputer 12051 über den Lautsprecher 12061 oder die Anzeigesektion 12062 eine Warnung an den Fahrer aus und führt über die Antriebssystem-Steuereinheit 12010 eine erzwungene Abbremsung oder Ausweichlenkbewegung durch. Der Mikrocomputer 12051 kann dadurch beim Fahren unterstützen, um eine Kollision zu vermeiden.
  • Zumindest eine der Bildgebungssektionen 12101 bis 12104 kann eine Infrarotkamera sein, die Infrarotstrahlen detektiert. Beispielsweise kann der Mikrocomputer 12051 einen Fußgänger erkennen, indem bestimmt wird, ob sich in aufgenommenen Bildern der Bildgebungssektionen 12101 bis 12104 ein Fußgänger befindet oder nicht. Eine solche Erkennung eines Fußgängers wird beispielsweise mittels einer Prozedur zum Extrahieren charakteristischer Punkte in den aufgenommenen Bildern der Bildgebungssektionen 12101 bis 12104 als Infrarotkameras und einer Prozedur, um zu bestimmen, ob es der Fußgänger ist oder nicht, indem eine Verarbeitung zum Musterabgleich an einer Reihe charakteristischer Punkte durchgeführt wird, die die Kontur des Objekts angeben. Wenn der Mikrocomputer 12051 bestimmt, dass es in den aufgenommenen Bildern der Bildgebungssektionen 12101 bis 12104 einen Fußgänger gibt, und somit den Fußgänger erkennt, steuert die Ton/Bild-Ausgabesektion 12052 die Anzeigesektion 12062, so dass eine viereckige Konturlinie zur Hervorhebung so angezeigt wird, dass sie dem erkannten Fußgänger überlagert wird. Die Ton/Bild-Ausgabesektion 12052 kann auch die Anzeigesektion 12062 so steuern, dass ein Symbol oder dergleichen, das den Fußgänger repräsentiert, an einer gewünschten Position angezeigt wird.
  • <Beispiele >
  • Als Nächstes werden im Folgenden Beispiele der vorliegenden Offenbarung beschrieben.
  • [Experiment 1]
  • (Herstellung eines Elements zur Auswertung)
  • Zuerst wurde als Material, das für eine organische fotoelektrische Umwandlungsschicht genutzt wird, ein durch einen Ausdruck (5) repräsentiertes BBBT-Derivat (BBBT-1) mittels des folgenden Syntheseschemas (Chem. 7) synthetisiert. Außerdem wurde als das Material, das für die fotoelektrischen Umwandlungsschicht genutzt wird, ein BBBT-Derivat (BBBT-2), das durch den oben beschriebenen Ausdruck (1-1) repräsentiert wird, mittels des folgenden Syntheseschemas (Chem. 8) synthetisiert. Jede der so erhaltenen Rohverbindungen BBBT-1 und BBBT-2 wurde sublimiert und verfeinert.
    Figure DE112018005707T5_0011
    Figure DE112018005707T5_0012
    Figure DE112018005707T5_0013
  • (Experimentelles Beispiel 1)
  • Anschließend wurde ein fotoelektrisches Umwandlungselement mit einer in 15 veranschaulichten Querschnittskonfiguration unter Verwendung der Verbindung BBBT-1 gemäß dem folgenden Verfahren hergestellt. Zuerst wurde ein ITO-Film mit einer Dicke von 120 nm auf einem Quarz-Substrat 111 mittels einer Sputter-Einrichtung ausgebildet, und danach wurde eine untere Elektrode 112 mittels Strukturierung unter Verwendung einer Lithografietechnologie, die eine Fotomaske nutzt, ausgebildet. Anschließend wurde eine Isolierschicht 113 auf dem Quarzsubstrat 111 und der unteren Elektrode 112 ausgebildet, und eine Öffnung, aus der die untere Elektrode 112 mit einem Quadrat von 1 mm freigelegt wurde, wurde unter Verwendung einer Lithografie-Technologie, gefolgt von einer Ultraschallreinigung nacheinander mit einem neutralen Reinigungs- bzw. Spülmittel, Aceton und Ethanol gebildet. Das Quarz-Substrat 111 wurde getrocknet, und danach wurde 10 Minuten lang eine UV/Ozon-(O3-)Behandlung durchgeführt. Anschließend wurden die Verbindung BBBT-1, fluoriertes Subphthalocyaninchlorid (F6-SubPc-OC6F5), das durch den folgenden Ausdruck (4-1) repräsentiert wird, und C60-Fulleren, das durch den folgenden Ausdruck (2-1) repräsentiert wird, mit einem Verhältnis der Verdampfungsgeschwindigkeit von 4:4:2 bei einer Filmausbildung mittels Vakuumverdampfung unter Verwendung einer Schattenmaske gemeinsam verdampft, um die organische fotoelektrische Umwandlungsschicht 114 mit einer Dicke von 230 nm auszubilden. Anschließend wurde ein Film aus B4PyMPM, das durch den folgenden Ausdruck (6) repräsentiert wird, als Pufferschicht 115 so ausgebildet, dass sie eine Dicke von 5 nm aufwies. Als Nächstes wurde als die obere Elektrode 116 auf der Pufferschicht 115 ein Film aus einer Al-Si-Cu-Legierung mittels Verdampfung so ausgebildet, dass er eine Dicke von 100 nm aufwies, und danach wurde ein Ausheilen bei 160°C fünf Minuten lang in einer Stickstoffatmosphäre durchgeführt. So wurde das fotoelektrische Umwandlungselement (experimentelles Beispiel 1) hergestellt.
    Figure DE112018005707T5_0014
  • (Experimentelles Beispiel 2)
  • Als Nächstes wurde ein fotoelektrisches Umwandlungselement (experimentelles Beispiel 2) mittels eines Verfahrens ähnlich demjenigen im experimentellen Beispiel 1 hergestellt, außer dass anstelle Verbindung der BBBT-1 die Verbindung BBBT-2 genutzt wurde.
  • (Auswertung physikalischer Eigenschaften von Materialien, die für eine organische fotoelektrische Umwandlungsschicht genutzt werden)
  • Eine Energieauswertung der für die organische fotoelektrische Umwandlungsschicht genutzten Materialien (der Verbindung BBBT-1 und der Verbindung BBBT-2) wurde gemäß dem folgenden Verfahren durchgeführt. Zuerst wurde ein Dünnfilm aus jeweils der Verbindung BBBT-1 und der BBBT-2 mit einer Dicke von 20 nm auf einem Si-Substrat ausgebildet, und eine Oberfläche des Dünnfilms wurde mittels einer Ultraviolett-Fotoelektronenspektroskopie (UPS) gemessen, um ein HOMO-Niveau (Ionisierungspotential) zu bestimmen. Eine optische Energielücke wurde aus einem Absorptionsende eines Absorptionsspektrums jedes der Dünnfilme der Verbindung BBBT-1 und der Verbindung BBBT-2 berechnet, und ein LUMO-(niedrigstes unbesetztes Molekülorbital-)Niveau wurde aus einer Differenz zwischen der Energielücke und dem HOMO-Niveau berechnet (LUMO=-1*||HOMO|-Energielücke|).
  • Die fotoelektrischen Umwandlungselemente (das experimentelle Beispiel 1 und das experimentelle Beispiel 2) wurden unter Anwendung des folgenden Verfahrens ausgewertet. Zuerst wurde jedes der fotoelektrischen Umwandlungselemente auf einem Prober-Tisch platziert, und, während eine Spannung von - 1 V (eine sogenannte Sperrvorspannung von 1 V) zwischen der unteren Elektrode und der oberen Elektrode angelegt wurde, wurde jedes der fotoelektrischen Umwandlungselemente mit Licht unter Bedingungen einer Wellenlänge von 560 nm und 2 µW/cm2 bestrahlt, um einen Lichtstrom zu messen. Danach wurde die Lichtbestrahlung gestoppt, und ein Dunkelstrom wurde gemessen. Als Nächstes wurde aus dem Lichtstrom und dem Dunkelstrom gemäß dem folgenden Ausdruck eine externe Quanteneffizienz (EQE=| ((Lichtstrom-Dunkelstrom)×100 / (2×10-6)) × 1240/560) × 100 | ) bestimmt. [Tabelle 1]
    BBBT-1 BBBT-2
    HOMO (eV) -5,7 -5,8
    LUMO (eV) -2,6 -2,9
    EQE (Relativer Wert) 1,00 16,6
    Dunkelstrom (Relativer Wert) 1,00 1,01
  • Tabelle 1 ist eine Zusammenfassung der HOMO-Niveaus und der LUMO-Niveaus der für die organische fotoelektrische Umwandlungsschicht genutzten Materialien (der Verbindung BBBT-1 und der Verbindung BBBT-2) und der EQE (ein relativer Wert) und der Dunkelströme (ein relativer Wert) der unter Verwendung dieser Materialien gebildeten fotoelektrischen Umwandlungselemente (des experimentellen Beispiels und des experimentellen Beispiels 2). Nach Tabelle 1 erhielt das fotoelektrische Umwandlungselement (das experimentelle Beispiel 2), das die Verbindung BBBT-2 nutzt, eine EQE, die etwa 17-mal größer als diejenige in dem die Verbindung BBBT-1 nutzenden fotoelektrischen Umwandlungselement (dem experimentellen Beispiel 1) ist. Es gab zwischen den Materialien keine Differenz im Dunkelstromwert.
  • Um eine Differenz in EQE zwischen dem die Verbindung BBBT-1 nutzenden experimentellen Beispiel 1 und dem die Verbindung BBBT-2 nutzenden experimentellen Beispiel 2 zu betrachten, wurden organische fotoelektrische Umwandlungsschichten mit einer ähnlichen Konfiguration getrennt hergestellt und wurde eine XRD-Messung durchgeführt. 16 veranschaulicht Ergebnisse der Messung. In der die Verbindung BBBT-2 enthaltenden organischen fotoelektrischen Umwandlungsschicht wurden drei scheinbare Spitzen bestätigt. Im Gegensatz dazu zeigte die die Verbindung BBBT-1 nutzende organische fotoelektrische Umwandlungsschicht ein breites XRD-Diagramm. Ferner wurde ein Einschicht-Film aus jeweils der Verbindung BBBT-1 und der Verbindung BBBT-2 hergestellt, und eine XRD-Messung wurde durchgeführt. 17 veranschaulicht Ergebnisse der Messung. Sogar in einem Fall, in dem die Messung auf dem Einschicht-Film der Verbindung BBBT-2 durchgeführt wurde, wurden drei scheinbare Spitzen bestätigt. Das heißt, es wurde herausgefunden, dass, selbst wenn zusätzlich zur Verbindung BBBT-2 eine Subphthalocyanin-Verbindung und Fulleren gemischt wurden, um die organische fotoelektrische Umwandlungsschicht auszubilden, eine durch die Verbindung BBBT-2 gebildete Orientierung beibehalten wurde. Was die Verbindung BBBT-1 anbetrifft war es im Gegensatz dazu möglich, nur eine scheinbare Spitze in dem Einschicht-Film zu bestätigen; jedoch verschwand in der organischen fotoelektrischen Umwandlungsschicht die scheinbare Spitze, und ein breites XRD-Diagramm wurde gezeigt. Das heißt, es wurde herausgefunden, dass, selbst wenn die Verbindung BBBT-1 als einzelne Schicht genutzt wurde, eine Kristallinität gering war, und in einem Fall, in dem die Verbindung BBBT-1 als das Material der organischen fotoelektrischen Umwandlungsschicht zusammen mit einem anderen Material genutzt wurde, die Kristallinität weiter verringert wurde.
  • Als Nächstes wurde auch eine Röntgenstrukturanalyse eines Pulvers der Verbindung BBBT-1 und der Verbindung BBBT-2 ausgeführt. In der Verbindung BBBT-1 war ein Stapelzustand von BBBT-Mutterskeletten in Richtung der langen Achse versetzt bzw. fehlausgerichtet. Ferner zeigte sich, dass eine Affinität, die als CH/π-Wechselwirkung bezeichnet wird, die zwischen Kohlenstoff und Wasserstoff eines anderen Moleküls der Verbindung BBBT-1 und π-Elektronen eines BBBT-Mutterskeletts ausgeübt wurde, nicht so sehr ausgeübt wurde. Das heißt, es wurde nahegelegt, dass das BBBT-Derivat eine hohe Wahrscheinlichkeit aufwies, dass eine Kristallisierung durch eine Position einer Substituentengruppe beeinträchtigt wird.
  • Im Gegensatz dazu ist die Verbindung BBBT-2 ein lineares Molekül, das eine Substituentengruppe enthält, und es wird davon ausgegangen, dass eine Wechselwirkung mit einem anderen Molekül durch die Substituentengruppe nicht beeinträchtigt wird. Außerdem kann in der Verbindung BBBT-2 aus einem XRD-Diagramm eines Dünnfilms gemutmaßt werden, dass drei Arten einer Orientierung möglich sind, und es wird angenommen, dass ein dreidimensionaler Trägerpfad sowohl in einem Einschicht-Film als auch in der organischen fotoelektrischen Umwandlungsschicht ausgebildet wird.
  • Wie oben beschrieben wurde, wird davon ausgegangen, dass in dem BBBT-Derivat eine Eigenschaft einer molekularen Orientierung und durch Ausdehnung auf Kristallinität eine Korngröße durch die Position der für das BBBT-Mutterskelett vorgesehenen Substituentengruppe sehr geändert werden. Dementsprechend wird wie in Tabelle 1 veranschaulicht davon ausgegangen, dass eine große Differenz in EQE zwischen den jeweiligen, die Verbindung BBBT-1 und die Verbindung BBBT-2 nutzenden fotoelektrischen Umwandlungselementen (dem experimentellen Beispiel 1 und dem experimentellen Beispiel 2) hervorgerufen wurde.
  • [Experiment 2]
  • (Herstellung von Elementen zur Auswertung)
  • Zuerst wurde als für eine organische fotoelektrische Umwandlungsschicht verwendetes Material eine Verbindung BP-rBDT, das durch einen Ausdruck (7) repräsentiert wird, gemäß dem folgenden Syntheseschema (Chem. 10) synthetisiert. Die so erhaltene Rohkomponente BP-rBDT wurde sublimiert und verfeinert.
    Figure DE112018005707T5_0015
  • (Experimentelles Beispiel 3)
  • Ein fotoelektrisches Umwandlungselement wurde unter Verwendung der Verbindung BP-rBDT mittels des folgenden Verfahrens hergestellt. Zuerst wurde ein ITO-Film mit einer Dicke von 120 nm mittels einer Sputter-Einrichtung auf einem Siliziumsubstrat ausgebildet, und danach wurde eine untere Elektrode durch Strukturieren unter Verwendung einer Lithografietechnologie, die eine Fotomaske nutzt, ausgebildet. Anschließend wurde eine Isolierschicht auf dem Siliziumsubstrat und der unteren Elektrode ausgebildet, und eine Öffnung, von der die untere Elektrode in einem Quadrat von 1 mm freigelegt wurde, wurde unter Verwendung einer Lithografietechnologie, gefolgt von einer Ultraschallreinigung nacheinander mit einem neutralen Spülmittel, Aceton und Ethanol gebildet. Das Siliziumsubstrat wurde getrocknet, und danach wurde 10 Minuten lang eine UV/Ozon-(O3)-Behandlung durchgeführt. Danach wurde das Siliziumsubstrat an einem Substrathalter einer Verdampfungseinrichtung befestigt, und dann wurde eine Verdampfungsschicht auf 5,5 × 10-5 Pa dekomprimiert. Anschließend wurde in einer Filmausbildung unter Vakuumverdampfung unter Verwendung einer Schattenmaske ein Film aus einem durch den folgenden Ausdruck (8) repräsentierten Indolocarbazol-Derivat als Pufferschicht ausgebildet, so dass er eine Dicke von 10 nm aufwies. Anschließend wurden die Verbindungen BP-rBDT, fluoriertes Subphthalocyaninchlorid (F6-SubPc-OC6F5), das durch den folgenden Ausdruck (4-1) repräsentiert wird, und C60-Fulleren, das durch den folgenden Ausdruck (2-1) repräsentiert wird, mit einem Verhältnis der Verdampfungsgeschwindigkeit von 4:4:2 gemeinsam verdampft, um eine organische fotoelektrische Umwandlungsschicht mit einer Dicke von 230 nm auszubilden. Anschließend wurde ein Film aus B4PyMPM, das durch den oben beschriebenen Ausdruck (6) repräsentiert wird, als Pufferschicht so ausgebildet, dass sie eine Dicke von 5 nm aufwies. Die Pufferschicht wurde danach in einem Behälter platziert, der in einer inerten Atmosphäre transportierbar war, zu einer Sputter-Einrichtung transportiert, und ein Film aus ITO mit einer Dicke von 50 nm wurde als obere Elektrode auf der Pufferschicht ausgebildet. Danach wurde in einer Stickstoffatmosphäre ein Ausheilen, das einen Heizprozess wie etwa ein Löten eines Elements simuliert, 3,5 Std. lang bei 150°C durchgeführt, um ein fotoelektrisches Umwandlungselement herzustellen (experimentelles Beispiel 3).
  • Figure DE112018005707T5_0016
  • (Experimentelles Beispiel 4)
  • Als Nächstes wurde ein fotoelektrisches Umwandlungselement (experimentelles Beispiel 4) mittels eines Verfahrens ähnlich dem im experimentellen Beispiel 3, außer dass anstelle der Verbindung BP-rBDT die Verbindung BBBT-2 verwendet wurde, hergestellt.
  • (Auswertung physikalischer Eigenschaften von Materialien, die für eine organische fotoelektrische Umwandlungsschicht genutzt werden)
  • Eine Energieauswertung der für die organische fotoelektrisch Umwandlungsschicht genutzten Materialien (der Verbindung BP-rBDT und der Verbindung BBBT-2) wurde mittels eines Verfahrens ähnlich demjenigen in dem oben beschriebenen Experiment 1 durchgeführt.
  • Was Beweglichkeit anbetrifft wurde ein Element zur Messung einer Lochbeweglichkeit hergestellt, und dessen Beweglichkeit wurde mittels des folgenden Verfahrens ausgewertet. Zuerst wurde mittels eines EB-Verdampfungsverfahrens ein Dünnfilm aus Platin (Pt) mit einer Dicke von 100 nm ausgebildet, und eine Platinelektrode wurde auf der Basis einer Lithografietechnologie unter Verwendung einer Fotomaske ausgebildet. Anschließend wurde auf dem Substrat und der Platinelektrode eine Isolierschicht ausgebildet, und Pixel wurden gebildet, um dafür zu sorgen, dass die Platinelektrode mit 0,25 mm im Quadrat mittels einer Lithografietechnologie freigelegt wurde. Danach wurden jeweils ein Molybdänoxid-(MoOs)-Film mit 1 nm, Filme der Verbindung BP-rBDT und der Verbindung BBBT-2, deren Beweglichkeit gemessen werden sollte, mit 200 nm, ein Molybdänoxid-(MoO3)-Film mit 3 nm und eine Goldelektrode mit 100 nm ausgebildet und gestapelt. Eine Spannung von -1 V bis -20 V oder eine Spannung von +1 V bis +20 V wurde an das so erhaltene Elemente zur Auswertung einer Beweglichkeit angelegt, ein Ausdruck eines SCLC (raumladungsbeschränkten Stroms) wurde, wo mehr Strom floss, durch eine negative Vorspannung oder eine positive Vorspannung an eine Strom-Spannungskurve angepasst, und eine Beweglichkeit bei -1V oder +1V wurde gemessen.
  • Die fotoelektrischen Umwandlungselemente (das experimentelle Beispiel 3 und das experimentelle Beispiel 4) wurden durch das folgende Verfahren ausgewertet. Zuerst wurde jedes der fotoelektrischen Umwandlungselemente auf einem Prober-Tisch platziert, der vorher auf 60°C erwärmt wurde, und, während eine Spannung von -2,6 V (eine sogenannte Sperrvorspannung von 2,6 V) zwischen der unteren Elektrode und der oberen Elektrode angelegt wurde, wurde jedes der fotoelektrischen Umwandlungselemente mit Licht unter Bedingungen einer Wellenlänge von 560 nm und 2 µW/cm2 bestrahlt, um einen Lichtstrom zu messen. Danach wurde eine Lichtbestrahlung gestoppt, und ein Dunkelstrom wurde gemessen. Gemäß dem folgenden Ausdruck wurde als Nächstes aus dem Lichtstrom und dem Dunkelstrom eine externe Quanteneffizienz (EQE=|((Lichtstrom-Dunkelstrom) × 100/(2×10-6) ) × 1240/560) × 100 | ) bestimmt. Was eine Nachbild-Auswertung anbetrifft wurde zusätzlich jedes der fotoelektrischen Umwandlungselemente mit Licht unter Bedingungen einer Wellenlänge von 560 nm und 2 µW/cm2 bestrahlt, während zwischen der unteren Elektrode und der oberen Elektrode -2,6 V angelegt wurde, und anschließend war, als die Lichtbestrahlung gestoppt wurde, die Strommenge, die zwischen der zweiten Elektrode und der ersten Elektrode floss, unmittelbar bevor die Lichtbestrahlung gestoppt wurde, I0, und die Nachbild-Zeit war eine Zeit (T0) vom Stopp der Lichtbestrahlung, bis der Strombetrag (0,03xI0) erreichte. [Tabelle 2]
    BP-rBDT BBBT-2
    HOMO (eV) -5,6 -5,8
    LUMO (eV) -2,8 -2,9
    Scheinbares HOMO (eV) -5,6 -6,1
    Lochbeweglichkeit (cm2 /Vs) 8,60E-06 2,20E-05
    EQE (Relativer Wert) 1,00 0,99
    Dunkelstrom (Relativer Wert) 1,00 0,01
    Nachbild-Charakteristiken (Relativer Wert) 1,00 0,67
  • Tabelle 2 ist eine Zusammenfassung der HOMO-Niveaus und LUMO-Niveaus, scheinbarer HOMO-Niveaus und einer Lochbeweglichkeit der für die organische fotoelektrische Umwandlungsschicht genutzten Materialien (der Verbindung BP-rBDT und der Verbindung BBBT-2) und der EQE (ein relativer Wert), der Dunkelströme (ein relativer Wert) und Nachbild-Charakteristiken (ein relativer Wert) der fotoelektrischen Umwandlungselemente (des experimentellen Beispiels 3 und des experimentellen Beispiels 4), die unter Verwendung dieser Materialien gebildet wurden. 18 veranschaulicht Absorptionsspektren der Verbindung BP-rBDT und der Verbindung BBBT-2 in einem Fall, in dem Filme mit einer Filmdicke von 50 nm der Verbindung BP-rBDT und der Verbindung BBBT-2 mittels Verdampfung auf Quarzsubstraten ausgebildet wurden und die Filmdicke in eine Filmdicke von 100 nm umgewandelt wurde. Die Verbindung BBBT-2 wies verglichen mit der Verbindung BP-rBDT eine geringere Absorption sichtbaren Lichts auf. Dies liefert Charakteristiken, dass eine fotoelektrische Umwandlung nur eines gewünschten Wellenlängenbereichs selektiv durchgeführt wird, falls die Verbindung BBBT-2 als die organische fotoelektrische Umwandlungsschicht oder die Pufferschicht genutzt wird. Ferner wird in einem Fall, in dem dieses fotoelektrische Umwandlungselement in einem Bildgebungselement vom gestapelten Typ genutzt wird, ein Effekt der Vermeidung einer Interferenz mit einer fotoelektrischen Umwandlung auf einem Element, das in Bezug auf eine Lichteinfallsrichtung unter einem das BBBT-Derivat enthaltenden Element vorgesehen ist, ausgeübt. Außerdem waren verglichen mit einem typischen organischen Halbleiter Spektralcharakteristiken der Verbindung BBBT-2 vorteilhaft.
  • Außerdem wurde aus Tabelle 2 festgestellt, dass die Verbindung BBBT-2 eine EQE aufwies, die im Wesentlichen gleich derjenigen der Verbindung BP-rBDT ist, aber der Dunkelstrom auf ein Hundertstel des Dunkelstroms der Verbindung BP-rBDT gedrückt wurde. Außerdem wurde herausgefunden, dass es möglich war, die Nachbild-Charakteristiken auf Zweidrittel zu reduzieren. Es wird davon ausgegangen, dass dies durch einen Unterschied zwischen molekularen Strukturen der Verbindung BBBT-2 und der Verbindung BP-rBDT hervorgerufen wurde.
  • Der Unterschied zwischen molekularen Strukturen der Verbindung BBBT-2 und der Verbindung BP-rBDT besteht in der Anzahl von Ringen des Mutterskeletts. Es wird davon ausgegangen, dass was den Dunkelstrom anbetrifft der Grund darin liegt, dass eine Delokalisierungsenergie von π Elektronen im Mutterskelett mit Zunahme der Anzahl an Ringen des Mutterskeletts erhöht wird, was eine Abnahme im HOMO-Niveau zur Folge hat. Wie in Tabelle 2 veranschaulicht ist, war der tatsächlich gemessene Wert des HOMO-Niveaus der Verbindung BBBT-2 um 0,2 eV tiefer als derjenige der Verbindung BP-rBDT.
  • 19 veranschaulicht Vakuumniveaus der Verbindung BP-rBDT, der Verbindung BBBT-2, fluorierten Subphthalocyaninchlorids (Fe-SubPcOC6F5) und von C60-Fulleren in der organischen fotoelektrischen Umwandlungsschicht (i Schicht) . Die HOMO-Niveaus der Verbindung BBBT-2 und der Verbindung BP-rBDT in der organischen fotoelektrischen Umwandlungsschicht variieren gemäß einem Einfluss eines Subphthalocyanin-Derivats und C60-Fullerens in der organischen fotoelektrischen Umwandlungsschicht. Dementsprechend hatte in einem Fall, in dem scheinbare HOMO-Niveaus der Verbindung BBBT-2 und der Verbindung BP-rBDT in der organischen fotoelektrischen Umwandlungsschicht gemessen wurden, das HOMO-Niveau der Verbindung BP-rBDT einen Wert, der im Wesentlichen gleich demjenigen in einem Fall eines Einschicht-Films der Verbindung BP-rBDT war, aber das HOMO-Niveau der Verbindung BBBT-2 wurde - 6,1 eV, was tiefer war. Dies bedeutet, dass eine Energiedifferenz (ΔE) zwischen dem LUMO-Niveau des Subphthalocyanin-Derivats oder C60-Fullerens in der organischen fotoelektrischen Umwandlungsschicht und dem HOMO-Niveau der Verbindung BBBT-2 weiter vergrößert wurde, und es wird davon ausgegangen, dass verglichen mit der Verbindung BP-rBDT eine Trägerbewegung zur Dunkelzeit unterdrückt wurde. Dementsprechend wurde herausgefunden, dass eine Energiedifferenz (ΔE) zwischen dem HOMO-Niveau des durch eine Verbindung (1) repräsentierten organischen Halbleiters und dem LUMO-Niveau eines von der Verbindung (1) verschiedenen Materials in der fotoelektrischen Umwandlungsschicht vorzugsweise größer als 1,1 eV und bevorzugter größer als 1,6 eV war.
  • Außerdem wird in linearen Molekülen wie etwa der Verbindung BBBT-2 und der Verbindung BP-rBDT die Anzahl kondensierter Ringe in einem Benzolring erhöht, um ein Verhältnis verschiedener Arten von Elementen in einem Mutterskelett zu verringern, wodurch eine zwischenmolekulare Interaktion moderat entspannt wird, um eine durch das BBBT-Derivat gebildete Korngröße moderat auszubilden. Falls die Korngröße zu groß war, wurde eine Kontakteigenschaft zwischen Körnern verringert, und es wurde kein dichter Film ausgebildet. In einem Fall einer moderaten Korngröße ist die Kontakteigenschaft zwischen Körnern vorteilhaft; daher wird davon ausgegangen, dass eine Träger-Transportfähigkeit zwischen Körnern verbessert wird und eine Mobilität des Dünnfilms verbessert wird.
  • Um dies zu bestätigen, wurden organische fotoelektrische Umwandlungsschichten mit Konfigurationen ähnlich jenen in dem experimentellen Beispiel 3, das die Verbindung BP-rBDT nutzt, und dem experimentellen Beispiel 4, das die Verbindung BBBT-2 nutzt, getrennt hergestellt, und eine XRD-Messung wurde durchgeführt. 20 veranschaulicht Ergebnisse der Messung, und Tabelle 3 veranschaulicht jeweilige Teilchendurchmesser bei drei Spitzenpositionen der Verbindung BP-rBDT und der Verbindung BBBT-2. Alle drei Spitzen der Verbindung BBBT-1 wurden verglichen mit der Verbindung BP-rBDT zur Seite eines niedrigen Winkels verschoben. Dies zeigt an, dass die Verbindung BBBT-2 einen größeren Kristallgitterabstand als die Verbindung BP-rBDT aufweist. Das heißt, es wird davon ausgegangen, dass die Verbindung BBBT-2 eine geringere zwischenmolekulare Interaktion als die Verbindung BP-rBDT aufweist. Falls Teilchendurchmesser an drei Spitzen, die in 20 veranschaulicht sind, unter Verwendung der Scherrer-Gleichung berechnet wurden, waren die Teilchendurchmesser der BBBT-2 kleiner als jene von BP-rBDT. Es ist möglich, aus diesen zu schließen, dass BBBT-2 eine geringe Kohäsionseigenschaft aufwies; daher wurde ein dichterer Film ausgebildet und wurde eine vorteilhafte Beweglichkeit erhalten. Tatsächlich hatte, wie in Tabelle 2 veranschaulicht ist, eine Lochbeweglichkeit der Verbindung BBBT-2 mit zwei Ringen mehr als BP-rBDT einen Wert, der eine Größenordnung größer als derjenige der Verbindung BP-rBDT war. Vermutlich ist dies ein Faktor, der eine Abnahme der Nachbild-Charakteristiken der Verbindung BBBT-2 auf etwa ein Drittel jener der Verbindung BP-rBDT bewirkt. Ferner wird davon ausgegangen, dass eine vom BBBT-Derivat gebildete moderate Korngrenze zwischen Kristallkörnern vorhandene Fallen reduziert, und es wird angenommen, dass dies zu vorteilhaften Dunkelstrom-Charakteristiken führt. [Tabelle 3]
    Teilchendurchmesser (nm)
    BP-rBDT BBBT-2
    Spitze 1 12,87 6,66
    Spitze 2 11,29 7,14
    Spitze 3 11,32 7,93
  • Wie oben beschrieben wurde, wird das BBBT-Mutterskelett als ein ausgezeichnetes Material betrachtet, das durch lineares Substituieren einer Substituentengruppe vorteilhafte fotoelektrische Umwandlungscharakteristiken zeigt. Wie man aus den Ergebnissen des Experiments 1 und des Experiments 2 ersehen kann, ermöglicht eine Verwendung des durch den oben beschriebenen allgemeinen Ausdruck (1) repräsentierten Benzobisbenzothiophen-(BBBT)-Derivats für das fotoelektrische Umwandlungselement, das Bildgebungselement vom gestapelten Typ und dergleichen zusätzlich zu einer vorteilhaften fotoelektrischen Umwandlungseffizienz ausgezeichnete Dunkelstrom-Charakteristiken und ausgezeichnete Nachbild-Charakteristiken zu erzielen.
  • Obgleich die Beschreibung unter Bezugnahme auf die Ausführungsform, die Modifikationsbeispiele 1 und 2 und die Beispiele gegeben wurde, sind die Inhalte der vorliegenden Offenbarung nicht auf die oben beschriebene Ausführungsform und dergleichen beschränkt und können auf eine Vielzahl von Arten modifiziert werden. Beispielsweise hat in der oben beschriebenen Ausführungsform das fotoelektrische Umwandlungselement eine Konfiguration, in der der grünes Licht detektierende organische fotoelektrische Wandler 11G und die anorganischen fotoelektrischen Wandler 11B und 11R, die blaues Licht bzw. rotes Licht detektieren, gestapelt sind; die Inhalte der vorliegenden Offenbarung sind jedoch nicht auf solch eine Konfiguration beschränkt. Das heißt, der organische fotoelektrische Wandler kann rotes Licht oder blaues Licht detektieren, und der anorganische fotoelektrische Wandler kann grünes Licht detektieren.
  • Außerdem wurde in dem Modifikationsbeispiel 1 und 6 ein Beispiel beschrieben, in welchem der rote fotoelektrische Wandler 40R, der grüne fotoelektrische Wandler 40G und der blaue fotoelektrische Wandler 40B in dieser Reihenfolge auf dem Siliziumsubstrat 81 gestapelt sind; dies ist aber nicht einschränkend. Beispielsweise kann der grüne fotoelektrische Wandler 40G auf der Seite der Lichteinfallsoberfläche angeordnet werden, indem der grüne fotoelektrische Wandler 40G und der blaue fotoelektrische Wandler 40B gegeneinander ausgetauscht werden.
  • Ferner sind die Anzahl an organischen fotoelektrischen Wandlern, die Anzahl an anorganischen fotoelektrischen Wandlern, ein Verhältnis zwischen den organischen fotoelektrischen Wandlern und den anorganischen fotoelektrischen Wandlern nicht beschränkt, und zwei oder mehr organische fotoelektrische Wandler können vorgesehen werden, oder Farbsignale einer Vielzahl von Farben können nur durch den organischen fotoelektrischen Wandler erfasst werden, wie in dem Modifikationsbeispiel 1 beschrieben wurde. In diesem Fall können Beispiele einer Anordnung der jeweiligen organischen fotoelektrischen Wandler nicht nur einen longitudinalen Spektraltyp und eine Bayer-Anordnung, sondern auch eine Zwischenzeilen-Anordnung, eine Anordnung mit G-Streifen und RB-Schachbrettmuster, eine Anordnung mit G-Streifen und komplettem RB-Schachbrettmuster, eine Komplementärfarbenanordnung im Schachbrettmuster, eine Streifenanordnung, eine Anordnung mit Diagonalstreifen, eine Anordnung mit einer Primärfarbendifferenz, eine sequenzielle Anordnung mit Feldfarbendifferenz, eine sequenzielle Anordnung mit Rahmenfarbendifferenz, eine Anordnung vom MOS-Typ, eine verbesserte Anordnung vom MOS-Typ, eine Rahmen-Verschachtelungsanordnung und eine Feld-Verschachtelungsanordnung umfassen. Darüber hinaus ist der Inhalt der vorliegenden Offenbarung nicht auf eine Konfiguration beschränkt, in der organische fotoelektrische Wandler und anorganische fotoelektrische Wandler in der longitudinalen Richtung gestapelt sind, und organische fotoelektrische Wandler und anorganische fotoelektrische Wandler können entlang einer Substratoberfläche nebeneinander angeordnet sein.
  • Ferner wurde im Modifikationsbeispiel 1 die Konfiguration des Bildgebungselements eines longitudinalen Spektralsystems beschrieben, worin der rote fotoelektrische Wandler 40R, der grüne fotoelektrische Wandler 40G und der blaue fotoelektrische Wandler 40B auf dem Siliziumsubstrat 81 mit der dazwischen angeordneten Isolierschicht 82 gestapelt sind; dies ist aber nicht einschränkend. Beispielsweise kann ein Bildgebungselement eine sogenannte Bayer-Anordnung aufweisen, in der Pixel von drei Farben mit entsprechenden fotoelektrischen Wandlern (dem roten fotoelektrischen Wandler 40R, dem grünen fotoelektrischen Wandler 40G und dem blauen fotoelektrischen Wandler 40B) in einer Ebene angeordnet sind. Das Bildgebungselement mit der Bayer-Anordnung macht es möglich, verglichen mit dem Bildgebungselement des longitudinalen Spektraltyps Spezifikationen spektraler Charakteristiken der jeweiligen fotoelektrischen Wandler 40R, 40G und 40B zu lockern, was eine Verbesserung der Massenproduktivität ermöglicht.
  • Es ist besonders zu erwähnen, dass in einem Fall, in dem der rote fotoelektrische Wandler 40R, der grüne fotoelektrische Wandler 40G und der blaue fotoelektrische Wandler 40B auf dem Substrat wie in der Bayer-Anordnung nebeneinander angeordnet sind, eine (eine Elektrode auf einer einer Lichteinfallseite entgegengesetzten Seite) eines Paars Elektroden, die in jedem der fotoelektrischen Wandler 40R, 40G und 40B enthalten sind, nicht notwendigerweise eine Lichtdurchlässigkeit aufweist und unter Verwendung eines Metallmaterials ausgebildet sein kann. Spezifische Beispiele des Metallmaterials umfassen Aluminium (Al), eine Al-Si-Cu-Legierung, eine Mg-Ag-Legierung, eine Al-Nd-Legierung, ASC (eine Legierung aus Aluminium, Samarium und dergleichen) und dergleichen.
  • In einem Fall, in dem es keine Rolle spielt, ob in dem organischen fotoelektrischen Wandler 11G, dem roten fotoelektrischen Wandler 40R, dem grünen fotoelektrischen Wandler 40G und dem blauen fotoelektrischen Wandler 40B enthaltene Elektroden eine Lichtdurchlässigkeit aufweisen, können beispielsweise die Elektroden unter Verwendung beliebiger der folgenden Materialien ausgebildet werden. Falls die Elektrode, die eine Lichtdurchlässigkeit aufweisen kann oder nicht aufweisen kann, eine Anode (zum Beispiel die untere Elektrode 15) mit einer Funktion als Löcher extrahierende Elektrode ist, wird die Elektrode vorzugsweise unter Verwendung eines elektrisch leitfähigen Materials mit einer hohen Austrittsarbeit (zum Beispiel ϕ = 4,5 eV bis 5,5 eV) ausgebildet. Spezifische Beispiele eines solchen Materials umfassen Gold (Au), Silber (Ag), Chrom (Cr), Nickel (Ni), Palladium (Pd), Platin (Pt), Eisen (Fe), Iridium (Ir), Germanium (Ge), Osmium (Os), Rhenium (Re), Tellur (Te) und Legierungen davon. Falls die Elektrode, die eine Lichtdurchlässigkeit aufweisen kann oder nicht aufweisen kann, eine Kathode (zum Beispiel die obere Elektrode 17) mit einer Funktion als Elektronen extrahierende Elektrode ist, enthält die Elektrode vorzugsweise ein elektrisch leitfähiges Material mit einer niedrigen Austrittsarbeit (zum Beispiel ϕ = 3,5 eV bis 4,5 eV). Spezifische Beispiele solch eines Materials umfassen Alkalimetalle (zum Beispiel Li, Na, K und dergleichen), deren Fluoride und deren Oxide, Alkalierdmetalle (zum Beispiel Mg, Ca und dergleichen), deren Fluoride und deren Oxide, Aluminium (Al), Zink, (Zn), Zinn (Sn), Thallium (Tl), eine Natrium-Kalium-Legierung, eine Aluminium-Lithium-Legierung, eine Magnesium-Silber-Legierung, Indium und Selten-Erd-Metallen wie etwa Ytterbium und Legierungen davon.
  • Zusätzlich zu den oben beschriebenen Materialien umfassen Materialien der Anode und der Kathode Metalle wie etwa Platin (Pt), Gold (Au), Palladium (Pd), Chrom (Cr), Nickel (Ni), Aluminium (Al), Silber (Ag), Tantal (Ta), Wolfram (W) , Kupfer (Cu), Titan (Ti), Indium (In), Zinn (Sn), Eisen (Fe), Cobalt (Co) und Molybdän (Mo), Legierungen, die diese Metallelemente enthalten, und elektrisch leitfähige Substanzen wie etwa elektrische leitfähige Teilchen, die diese Metalle enthalten, elektrisch leitfähige Teilchen von Legierungen, die diese Metalle enthalten, Polysilizium, das eine Störstelle enthält, ein Material auf Kohlenstoffbasis, einen Oxidhalbleiter, Kohlenstoff-Nanoröhrchen und Graphen. Die Anode und die Kathode können als Einschicht-Film oder gestapelter Film, der die oben beschriebenen Elemente enthält, ausgestaltet sein. Ferner ist es möglich, als die in der Anode und der Kathode enthaltenen Materialien organische Materialien (elektrisch leitfähige Polymere) wie etwa Poly(3,4-ethylendioxythiophen)/polystyrolsulfonat [PEDOT/PSS] zu verwenden. Außerdem können diese elektrisch leitfähigen Materialien für die Elektroden genutzt werden, indem die elektrisch leitfähigen Materialien mit einem Bindemittel (Polymer) gemischt werden, um eine Paste oder Tinte zu bilden, und die Paste oder die Tinte gehärtet wird.
  • Außerdem wurde in der oben beschriebenen Ausführungsform und dergleichen die Konfiguration der Bildgebungseinrichtung vom rückseitigen Beleuchtungstyp beispielhaft dargestellt; die Inhalte der vorliegenden Offenbarung sind jedoch für eine Bildgebungseinrichtung vom vorderseitigen Beleuchtungstyp verwendbar. Ferner enthält das fotoelektrische Umwandlungselement der vorliegenden Offenbarung nicht notwendigerweise alle der jeweiligen Komponenten, die in der oben beschriebenen Ausführungsform beschrieben wurden, oder kann umgekehrt irgendeine andere Schicht enthalten.
  • Darüber hinaus kann in dem Bildgebungselement oder der Bildgebungseinrichtung nötigenfalls eine lichtabschirmende Schicht vorgesehen werden, und eine Ansteuerungsschaltung oder Verdrahtung zum Ansteuern des Bildgebungselements kann vorgesehen werden. Nötigenfalls kann überdies eine Blende zum Steuern eines Lichteintritts in das Bildgebungselement vorgesehen werden, und ein optischer Abschneidefilter kann entsprechend dem Zweck der Bildgebungseinrichtung vorgesehen werden.
  • Es ist besonders zu erwähnen, dass die hierin beschriebenen Effekte nur veranschaulichend und nicht beschränkend sind und andere Effekte einbezogen werden können.
  • Es ist besonders zu erwähnen, dass die vorliegende Offenbarung die folgenden Konfigurationen aufweisen kann.
    1. [1] Ein fotoelektrisches Umwandlungselement, umfassend:
      • eine erste Elektrode;
      • eine zweite Elektrode, die der ersten Elektrode gegenüberliegt; und
      • eine organische Schicht, die zwischen der ersten Elektrode und der zweiten Elektrode bereitgestellt ist und eine organische fotoelektrische Umwandlungsschicht enthält,
      • wobei zumindest eine in der organischen Schicht enthaltene Schicht zumindest eine Art eines durch den folgenden allgemeinen Ausdruck (1) repräsentierten organischen Halbleitermaterials enthaltend ausgebildet ist.
        Figure DE112018005707T5_0017
        (X ist eines eines Sauerstoffatoms (O), eines Schwefelatoms (S) und eines Selenatoms (Se), und A1 und A2 sind jeweils unabhängig eine Arylgruppe, eine Heteroarylgruppe, eine Arylaminogruppe, eine Heteroarylaminogruppe, eine Arylgruppe mit einer Arylaminogruppe als Substituentengruppe, eine Arylgruppe mit einer Heteroarylaminogruppe als Substituentengruppe, eine Heteroarylgruppe mit einer Arylaminogruppe als Substituentengruppe, eine Heteroarylgruppe mit einer Heteroarylaminogruppe als Substituentengruppe oder ein Derivat davon.)
    2. [2] Das fotoelektrische Umwandlungselement gemäß [1], worin eine Aryl-Substituentengruppe der Arylgruppe und der Arylaminogruppe eine einer Phenylgruppe, einer Biphenylgruppe, einer Naphthylgruppe, einer Naphthylphenylgruppe, einer Naphthylbiphenylgruppe, einer Phenylnaphthylgruppe, einer Tolylgruppe, einer Xylylgruppe, einer Terphenylgruppe, einer Anthracenylgruppe, einer Phenanthrylgruppe, einer Pyrenylgruppe, einer Tetracenylgruppe und einer Fluoranthenylgruppe umfasst.
    3. [3] Das fotoelektrische Umwandlungselement gemäß [1], worin eine Heteroaryl-Substituentengruppe der Heteroarylgruppe und der Heteroarylaminogruppe eine einer Thienylgruppe, einer Thienylphenylgruppe, einer Thienylbiphenylgruppe, einer Thiazolylgruppe, einer Thiazolylphenylgruppe, einer Thiazolylbiphenylgruppe, einer Isothiazolylgruppe, einer Isothiazolylphenylgruppe, einer Isothiazolylbiphenylgruppe, einer Furanylgruppe, einer Furanylphenylgruppe, einer Furanylbiphenylgruppe, einer Oxazolylgruppe, einer Oxazolylphenylgruppe, einer Oxazolylbiphenylgruppe, einer Oxadiazolylgruppe, einer Oxadiazolylphenylgruppe, einer Oxadiazolylbiphenylgruppe, einer Isooxazolylgruppe, einer Benzothienylgruppe, einer Benzothienylphenylgruppe, einer Benzothienylbiphenylgruppe, einer Benzofuranylgruppe, einer Pyridinylgruppe, einer Pyridinylphenylgruppe, einer Pyridinylbiphenylgruppe, einer Chinolinylgruppe, einer Chinolylphenylgruppe, einer Chinolylbiphenylgruppe, einer Isochinolylgruppe, einer Isochinolylphenylgruppe, eier Isochinolylbiphenylgruppe, einer Acridinylgruppe, einer Indolgruppe, einer Indolphenylgruppe, einer Indolbiphenylgruppe, einer Imidazolgruppe, einer Imidazolphenylgruppe, einer Imidazolbiphenylgruppe, einer Benzimidazolgruppe, einer Benzimidazolphenylgruppe, einer Benzimidazolbiphenylgruppe und einer Carbazolylgruppe umfasst.
    4. [4] Das fotoelektrische Umwandlungselement gemäß einem von [1] bis [3], worin die organische fotoelektrische Umwandlungsschicht das durch den allgemeinen Ausdruck (1) repräsentierte organische Halbleitermaterial enthaltend ausgebildet ist.
    5. [5] Das fotoelektrische Umwandlungselement gemäß einem von [1] bis [4], worin das durch den allgemeinen Ausdruck (1) repräsentierte organische Halbleitermaterial ein Benzobisbenzothiophen-Derivat enthält.
    6. [6] Das fotoelektrische Umwandlungselement gemäß [5], worin das Benzobisbenzothiophen-Derviat eine durch den folgenden Ausdruck (1-1) repräsentierte Verbindung enthält.
      Figure DE112018005707T5_0018
    7. [7] Das fotoelektrische Umwandlungselement gemäß [5], worin das Benzobisbenzothiophen-Derivat eine durch den folgenden Ausdruck (1-2) repräsentierte Verbindung enthält.
      Figure DE112018005707T5_0019
    8. [8] Das fotoelektrische Umwandlungselement gemäß einem von [1] bis [7], worin die organische fotoelektrische Umwandlungsschicht ferner zumindest eine Art eines Fullerens C60 oder eines Derivats davon oder eines Fullerens C70 oder eines Derivats davon enthält.
    9. [9] Das fotoelektrische Umwandlungselement gemäß einem von [1] bis [8], worin die organische fotoelektrische Umwandlungsschicht ferner Subphthalocyanin oder ein Derivat davon enthält.
    10. [10] Das fotoelektrische Umwandlungselement gemäß einem von [1] bis [9], worin das durch den allgemeinen Ausdruck (1) repräsentierte organische Halbleitermaterial in einem Einschicht-Film mit einer Filmdicke von 5 nm bis 100 nm, beide inklusive, ein Lichtabsorptionsvermögen von 0 % bis 3 %, beide inklusive, bei einer Wellenlänge von 450 nm oder größer, ein Lichtabsorptionsvermögen von 0 % bis 30 %, beide inklusive, bei einer Wellenlänge von 425 nm und ein Lichtabsorptionsvermögen von 0 % bis 80 %, beide inklusive, bei einer Wellenlänge von 400 nm aufweist.
    11. [11] Das fotoelektrische Umwandlungselement gemäß einem von [4] bis [10], worin eine Energiedifferenz zwischen einem scheinbaren HOMO-Niveau in dem durch den allgemeinen Ausdruck (1) repräsentierten organischen Halbleitermaterial in der organischen fotoelektrischen Umwandlungsschicht und einem LUMO-Niveau eines anderen Materials als das durch den allgemeinen Ausdruck (1) repräsentierte organische Halbleitermaterial in der organischen fotoelektrischen Umwandlungsschicht 1,1 eV oder größer ist.
    12. [12] Das fotoelektrische Umwandlungselement gemäß einem von [1] bis [11], worin die erste Elektrode und die zweite Elektrode jeweils ein transparentes, elektrisch leitfähiges Material enthalten.
    13. [13] Das fotoelektrische Umwandlungselement gemäß einem von [1] bis [12], worin eine der ersten Elektrode und der zweiten Elektrode ein transparentes, elektrisch leitfähiges Material enthält und die andere ein Metallmaterial enthält.
    14. [14] Das fotoelektrische Umwandlungselement gemäß [13], worin das Metallmaterial Aluminium (Al), eine Al-Si-Cu-Legierung oder eine Mg-Ag-Legierung enthält.
    15. [15] Das fotoelektrische Umwandlungselement gemäß einem von [1] bis [14], worin
      • die organische Schicht zusätzlich zu der organischen fotoelektrischen Umwandlungsschicht irgendeine andere Schicht enthält, und
      • das durch den allgemeinen Ausdruck (1) repräsentierte organische Halbleitermaterial in der anderen Schicht enthalten ist.
    16. [16] Eine Bildgebungseinrichtung, die mit Pixeln versehen ist, die jeweils einen oder eine Vielzahl von organischen fotoelektrischen Wandlern enthalten, wobei die organischen fotoelektrischen Wandler jeweils umfassen:
      • eine erste Elektrode;
      • eine zweite Elektrode, die der ersten Elektrode gegenüberliegt; und
      • eine organische Schicht, die zwischen der ersten Elektrode und der zweiten Elektrode bereitgestellt ist und eine organische fotoelektrische Umwandlungsschicht enthält,
      • wobei zumindest eine in der organischen Schicht enthaltene Schicht zumindest eine Art eines durch den folgenden allgemeinen Ausdruck (1) repräsentierten organischen Halbleitermaterials enthaltend ausgebildet ist.
        Figure DE112018005707T5_0020
        (X ist eines eines Sauerstoffatoms (O), eines Schwefelatoms (S) und eines Selenatoms (Se), und A1 und A2 sind jeweils unabhängig eine Arylgruppe, eine Heteroarylgruppe, eine Arylaminogruppe, eine Heteroarylaminogruppe, eine Arylgruppe mit einer Arylaminogruppe als Substituentengruppe, eine Arylgruppe mit einer Heteroarylaminogruppe als Substituentengruppe, eine Heteroarylgruppe mit einer Arylaminogruppe als Substituentengruppe, eine Heteroarylgruppe mit einer Heteroarylaminogruppe als Substituentengruppe oder ein Derivat davon.)
    17. [17] Die Bildgebungseinrichtung gemäß [16], worin einer oder eine Vielzahl der organischen fotoelektrischen Wandler und einer oder eine Vielzahl von anorganischen fotoelektrischen Wandlern, der eine fotoelektrische Umwandlung in einem von den organischen fotoelektrischen Wandlern verschiedenen Wellenlängenbereich durchführt, in jedem der Pixel gestapelt sind.
    18. [18] Die Bildgebungseinrichtung gemäß [16] oder [17], worin eine Vielzahl der organischen fotoelektrischen Wandler, die eine fotoelektrische Umwandlung in voneinander verschiedenen Wellenlängenbereichen durchführt, in jedem der Pixel gestapelt ist.
  • Diese Anmeldung beansprucht den Nutzen der am 8. November 2017 beim Japanischen Patentamt eingereichten japanischen Prioritäts-Patentanmeldung JP2017-215824 , deren gesamte Inhalte hierin durch Verweis einbezogen sind.
  • Es sollte sich für den Fachmann verstehen, dass je nach Entwurfsanforderungen und anderen Faktoren verschiedene Modifikationen, Kombinationen, Teilkombinationen und Änderungen vorkommen können, insofern sie innerhalb des Umfangs der beigefügten Ansprüche oder deren Äquivalente liegen.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • JP 200788033 [0003]
    • JP 2009182096 [0003]
    • WO 2006/019270 [0120]
    • JP 2017215824 [0243]

Claims (18)

  1. Fotoelektrisches Umwandlungselement, aufweisend: eine erste Elektrode; eine zweite Elektrode, die der ersten Elektrode gegenüberliegt; und eine organische Schicht, die zwischen der ersten Elektrode und der z weiten Elektrode bereitgestellt ist und eine organische fotoelektrische Umwandlungsschicht enthält, wobei zumindest eine in der organischen Schicht enthaltene Schicht zumindest eine Art eines durch den folgenden allgemeinen Ausdruck (1) repräsentierten organischen Halbleitermaterials enthaltend ausgebildet ist.
    Figure DE112018005707T5_0021
    (X ist eines eines Sauerstoffatoms (O), eines Schwefelatoms (S) und eines Selenatoms (Se), und A1 und A2 sind jeweils unabhängig eine Arylgruppe, eine Heteroarylgruppe, eine Arylaminogruppe, eine Heteroarylaminogruppe, eine Arylgruppe mit einer Arylaminogruppe als Substituentengruppe, eine Arylgruppe mit einer Heteroarylaminogruppe als Substituentengruppe, eine Heteroarylgruppe mit einer Arylaminogruppe als Substituentengruppe, eine Heteroarylgruppe mit einer Heteroarylaminogruppe als Substituentengruppe oder ein Derivat davon.)
  2. Fotoelektrisches Umwandlungselement nach Anspruch 1, wobei eine Aryl-Substituentengruppe der Arylgruppe und der Arylaminogruppe eine einer Phenylgruppe, einer Biphenylgruppe, einer Naphthylgruppe, einer Naphthylphenylgruppe, einer Naphthylbiphenylgruppe, einer Phenylnaphthylgruppe, einer Tolylgruppe, einer Xylylgruppe, einer Terphenylgruppe, einer Anthracenylgruppe, einer Phenanthrylgruppe, einer Pyrenylgruppe, einer Tetracenylgruppe und einer Fluoranthenylgruppe umfasst.
  3. Fotoelektrisches Umwandlungselement nach Anspruch 1, wobei eine Heteroaryl-Substituentengruppe der Heteroarylgruppe und der Heteroarylaminogruppe eine einer Thienylgruppe, einer Thienylphenylgruppe, einer Thienylbiphenylgruppe, einer Thiazolylgruppe, einer Thiazolylphenylgruppe, einer Thiazolylbiphenylgruppe, einer Isothiazolylgruppe, einer Isothiazolylphenylgruppe, einer Isothiazolylbiphenylgruppe, einer Furanylgruppe, einer Furanylphenylgruppe, einer Furanylbiphenylgruppe, einer Oxazolylgruppe, einer Oxazolylphenylgruppe, einer Oxazolylbiphenylgruppe, einer Oxadiazolylgruppe, einer Oxadiazolylphenylgruppe, einer Oxadiazolylbiphenylgruppe, einer Isooxazolylgruppe, einer Benzothienylgruppe, einer Benzothienylphenylgruppe, einer Benzothienylbiphenylgruppe, einer Benzofuranylgruppe, einer Pyridinylgruppe, einer Pyridinylphenylgruppe, einer Pyridinylbiphenylgruppe, einer Chinolinylgruppe, einer Chinolylphenylgruppe, einer Chinolylbiphenylgruppe, einer Isochinolylgruppe, einer Isochinolylphenylgruppe, eier Isochinolylbiphenylgruppe, einer Acridinylgruppe, einer Indolgruppe, einer Indolphenylgruppe, einer Indolbiphenylgruppe, einer Imidazolgruppe, einer Imidazolphenylgruppe, einer Imidazolbiphenylgruppe, einer Benzimidazolgruppe, einer Benzimidazolphenylgruppe, einer Benzimidazolbiphenylgruppe und einer Carbazolylgruppe umfasst.
  4. Fotoelektrisches Umwandlungselement nach Anspruch 1, wobei die organische fotoelektrische Umwandlungsschicht das durch den allgemeinen Ausdruck (1) repräsentierte organische Halbleitermaterial enthaltend ausgebildet ist.
  5. Fotoelektrisches Umwandlungselement nach Anspruch 1, wobei das durch den allgemeinen Ausdruck (1) repräsentierte organische Halbleitermaterial ein Benzobisbenzothiophen-Derivat enthält.
  6. Fotoelektrisches Umwandlungselement nach Anspruch 5, wobei das Benzobisbenzothiophen-Derviat eine durch den folgenden Ausdruck (1-1) repräsentierte Verbindung enthält.
    Figure DE112018005707T5_0022
  7. Fotoelektrisches Umwandlungselement nach Anspruch 5, wobei das Benzobisbenzothiophen-Derivat eine durch den folgenden Ausdruck (1-2) repräsentierte Verbindung enthält.
    Figure DE112018005707T5_0023
  8. Fotoelektrisches Umwandlungselement nach Anspruch 1, wobei die organische fotoelektrische Umwandlungsschicht ferner zumindest eine Art eines Fullerens C60 oder eines Derivats davon oder eines Fullerens C70 oder eines Derivats davon enthält.
  9. Fotoelektrisches Umwandlungselement nach Anspruch 1, wobei die organische fotoelektrische Umwandlungsschicht ferner Subphthalocyanin oder ein Derivat davon enthält.
  10. Fotoelektrisches Umwandlungselement nach Anspruch 1, wobei das durch den allgemeinen Ausdruck (1) repräsentierte organische Halbleitermaterial in einem Einschicht-Film mit einer Filmdicke von 5 nm bis 100 nm, beide inklusive, ein Lichtabsorptionsvermögen von 0 % bis 3 %, beide inklusive, bei einer Wellenlänge von 450 nm oder größer, ein Lichtabsorptionsvermögen von 0 % bis 30 %, beide inklusive, bei einer Wellenlänge von 425 nm und ein Lichtabsorptionsvermögen von 0 % bis 80 %, beide inklusive, bei einer Wellenlänge von 400 nm aufweist.
  11. Fotoelektrisches Umwandlungselement nach Anspruch 4, wobei eine Energiedifferenz zwischen einem scheinbaren HOMO-Niveau in dem durch den allgemeinen Ausdruck (1) repräsentierten organischen Halbleitermaterial in der organischen fotoelektrischen Umwandlungsschicht und einem LUMO-Niveau eines anderen Materials als das durch den allgemeinen Ausdruck (1) repräsentierte organische Halbleitermaterial in der organischen fotoelektrischen Umwandlungsschicht 1,1 eV oder größer ist.
  12. Fotoelektrisches Umwandlungselement nach Anspruch 1, wobei die erste Elektrode und die zweite Elektrode jeweils ein transparentes, elektrisch leitfähiges Material enthalten.
  13. Fotoelektrisches Umwandlungselement nach Anspruch 1, wobei eine der ersten Elektrode und der zweiten Elektrode ein transparentes, elektrisch leitfähiges Material enthält und die andere ein Metallmaterial enthält.
  14. Fotoelektrisches Umwandlungselement nach Anspruch 13, wobei das Metallmaterial Aluminium (Al), eine Al-Si-Cu-Legierung oder eine Mg-Ag-Legierung enthält.
  15. Fotoelektrisches Umwandlungselement nach Anspruch 1, wobei die organische Schicht zusätzlich zu der organischen fotoelektrischen Umwandlungsschicht irgendeine andere Schicht enthält, und das durch den allgemeinen Ausdruck (1) repräsentierte organische Halbleitermaterial in der anderen Schicht enthalten ist.
  16. Bildgebungseinrichtung, die mit Pixeln versehen ist, die jeweils einen oder eine Vielzahl von organischen fotoelektrischen Wandlern enthalten, wobei die organischen fotoelektrischen Wandler jeweils aufweisen: eine erste Elektrode; eine zweite Elektrode, die der ersten Elektrode gegenüberliegt; und eine organische Schicht, die zwischen der ersten Elektrode und der zweiten Elektrode bereitgestellt ist und eine organische fotoelektrische Umwandlungsschicht enthält, wobei zumindest eine in der organischen Schicht enthaltene Schicht zumindest eine Art eines durch den folgenden allgemeinen Ausdruck (1) repräsentierten organischen Halbleitermaterials enthaltend ausgebildet ist.
    Figure DE112018005707T5_0024
    (X ist eines eines Sauerstoffatoms (O), eines Schwefelatoms (S) und eines Selenatoms (Se), und A1 und A2 sind jeweils unabhängig eine Arylgruppe, eine Heteroarylgruppe, eine Arylaminogruppe, eine Heteroarylaminogruppe, eine Arylgruppe mit einer Arylaminogruppe als Substituentengruppe, eine Arylgruppe mit einer Heteroarylaminogruppe als Substituentengruppe, eine Heteroarylgruppe mit einer Arylaminogruppe als Substituentengruppe, eine Heteroarylgruppe mit einer Heteroarylaminogruppe als Substituentengruppe oder ein Derivat davon.)
  17. Bildgebungseinrichtung nach Anspruch 16, wobei einer oder eine Vielzahl der organischen fotoelektrischen Wandler und einer oder eine Vielzahl von anorganischen fotoelektrischen Wandlern, der eine fotoelektrische Umwandlung in einem von den organischen fotoelektrischen Wandlern verschiedenen Wellenlängenbereich durchführt, in jedem der Pixel gestapelt sind.
  18. Bildgebungseinrichtung nach Anspruch 16, wobei eine Vielzahl der organischen fotoelektrischen Wandler, die eine fotoelektrische Umwandlung in voneinander verschiedenen Wellenlängenbereichen durchführt, in jedem der Pixel gestapelt ist.
DE112018005707.0T 2017-11-08 2018-10-30 Fotoelektrisches umwandlungselement und bildgebungseinrichtung Pending DE112018005707T5 (de)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017-215824 2017-11-08
JP2017215824 2017-11-08
PCT/JP2018/040216 WO2019093188A1 (ja) 2017-11-08 2018-10-30 光電変換素子および撮像装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE112018005707T5 true DE112018005707T5 (de) 2020-07-09

Family

ID=66438851

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE112018005707.0T Pending DE112018005707T5 (de) 2017-11-08 2018-10-30 Fotoelektrisches umwandlungselement und bildgebungseinrichtung

Country Status (6)

Country Link
US (1) US20200274077A1 (de)
JP (2) JP7208148B2 (de)
KR (1) KR20200085732A (de)
CN (1) CN111316459A (de)
DE (1) DE112018005707T5 (de)
WO (1) WO2019093188A1 (de)

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP4306526A3 (de) 2018-07-13 2024-03-20 FUJIFILM Corporation Verbindung für ein fotoelektrisches umwandlungselement
JP2020155280A (ja) * 2019-03-19 2020-09-24 ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 表示装置及び電子機器
WO2020188959A1 (ja) * 2019-03-20 2020-09-24 株式会社ジャパンディスプレイ 検出装置
JP7386244B2 (ja) * 2019-06-27 2023-11-24 富士フイルム株式会社 光電変換素子、撮像素子、光センサ、光電変換素子用材料
CN112745330B (zh) * 2019-10-31 2022-04-19 北京绿人科技有限责任公司 一种含稠杂环结构的化合物及其应用和一种有机电致发光器件
EP4089752A4 (de) 2020-01-10 2023-07-05 FUJIFILM Corporation Fotoelektrisches umwandlungselement, bildaufzeichnungselement und optischer sensor
WO2021210445A1 (ja) * 2020-04-15 2021-10-21 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 撮像装置
JP7454655B2 (ja) 2020-04-30 2024-03-22 富士フイルム株式会社 光電変換素子、撮像素子、光センサ、化合物
WO2022014721A1 (ja) 2020-07-17 2022-01-20 富士フイルム株式会社 光電変換素子、撮像素子、光センサ、及び化合物
KR20220031402A (ko) * 2020-09-04 2022-03-11 삼성전자주식회사 전자 장치
KR20230110560A (ko) 2020-12-24 2023-07-24 후지필름 가부시키가이샤 광전 변환 소자, 촬상 소자, 광 센서, 화합물
EP4290596A1 (de) 2021-02-05 2023-12-13 FUJIFILM Corporation Photoelektrisches umwandlungselement, bildgebungselement, lichtsensor und verbindung
WO2023085188A1 (ja) * 2021-11-10 2023-05-19 ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 有機半導体膜および光電変換素子ならびに撮像装置

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006019270A1 (en) 2004-08-19 2006-02-23 Lg Chem. Ltd. Organic light-emitting device comprising buffer layer and method for fabricating the same
JP2007088033A (ja) 2005-09-20 2007-04-05 Fujifilm Corp 有機光電変換素子、および撮像素子
JP2009182096A (ja) 2008-01-30 2009-08-13 Fujifilm Corp 光電変換素子及び固体撮像素子
JP2017215824A (ja) 2016-06-01 2017-12-07 株式会社Ｓｒｔ 切削工具のレンタルシステムおよび切削工具のレンタル方法

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003264085A (ja) * 2001-12-05 2003-09-19 Semiconductor Energy Lab Co Ltd 有機半導体素子、有機エレクトロルミネッセンス素子及び有機太陽電池
JP5160078B2 (ja) 2006-12-06 2013-03-13 国立大学法人広島大学 電界効果トランジスタ
JP2011192966A (ja) * 2010-02-17 2011-09-29 Sony Corp 光電変換素子、光電変換装置及び固体撮像装置
JP5896935B2 (ja) * 2012-08-27 2016-03-30 富士フイルム株式会社 有機薄膜トランジスタ、有機半導体薄膜および有機半導体材料
TWI613833B (zh) * 2012-11-09 2018-02-01 Sony Corp 光電變換元件、固體攝像裝置及電子機器
JP6079502B2 (ja) * 2013-08-19 2017-02-15 ソニー株式会社 固体撮像素子および電子機器
JP6247568B2 (ja) * 2014-03-03 2017-12-13 富士フイルム株式会社 有機薄膜トランジスタ、非発光性有機半導体デバイス用有機半導体材料およびその応用
US10109813B2 (en) * 2014-07-17 2018-10-23 Sony Corporation Photoelectric conversion element, imaging device, optical sensor and method of manufacturing photoelectric conversion element
KR102314128B1 (ko) 2014-08-07 2021-10-18 삼성전자주식회사 유기 광전 소자, 이미지 센서 및 전자 장치
CN112992968A (zh) * 2015-07-17 2021-06-18 索尼公司 光电转换元件、图像拾取元件、层叠型图像拾取元件和固态图像拾取装置
WO2017159025A1 (ja) * 2016-03-15 2017-09-21 ソニー株式会社 光電変換素子および固体撮像装置
JP6758076B2 (ja) * 2016-04-20 2020-09-23 浜松ホトニクス株式会社 有機光電変換素子及びその製造方法
JP7013805B2 (ja) * 2016-11-30 2022-02-01 ソニーグループ株式会社 光電変換素子および固体撮像装置

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006019270A1 (en) 2004-08-19 2006-02-23 Lg Chem. Ltd. Organic light-emitting device comprising buffer layer and method for fabricating the same
JP2007088033A (ja) 2005-09-20 2007-04-05 Fujifilm Corp 有機光電変換素子、および撮像素子
JP2009182096A (ja) 2008-01-30 2009-08-13 Fujifilm Corp 光電変換素子及び固体撮像素子
JP2017215824A (ja) 2016-06-01 2017-12-07 株式会社Ｓｒｔ 切削工具のレンタルシステムおよび切削工具のレンタル方法

Also Published As

Publication number Publication date
US20200274077A1 (en) 2020-08-27
CN111316459A (zh) 2020-06-19
WO2019093188A1 (ja) 2019-05-16
JP7208148B2 (ja) 2023-01-18
KR20200085732A (ko) 2020-07-15
JP2023063283A (ja) 2023-05-09
JPWO2019093188A1 (ja) 2020-11-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE112018005707T5 (de) Fotoelektrisches umwandlungselement und bildgebungseinrichtung
US11290668B2 (en) Imaging element and imaging apparatus
US11888012B2 (en) Solid-state image capturing element, solid-state image capturing device, and solid-state image capturing element reading method
DE112019001418T5 (de) Festkörper-bildgebungselement und festkörper-bildgebungsvorrichtung
DE112018006564T5 (de) Fotoelektrischer wandler und festkörper-bildgebungsvorrichtung
DE112019003858T5 (de) Photoelektrisches umwandlungselement, festkörper-bildgebungsvorrichtung und elektronische vorrichtung
WO2019150988A1 (ja) 光電変換素子および撮像装置
DE112019003394T5 (de) Bildgebungsvorrichtung und festkörper-bildsensor
DE112019002761B4 (de) Fotoelektrisches umwandlungselement und verfahren zum herstellen eines fotoelektrischen umwandlungselements
KR102663945B1 (ko) 고체 촬상 소자 및 그 제조 방법
DE112019003868T5 (de) Festkörper-bildgebungselement und elektronische vorrichtung
DE112021004003T5 (de) Fotoelektrisches umwandlungselement und bildgebungsvorrichtung
DE112021000744T5 (de) Bildaufnahmeelement und bildaufnahmevorrichtung
DE112018005911T5 (de) Photoelektrisches umwandlungselement und festkörper-bildaufnahmevorrichtung
DE112019003373T5 (de) Festkörper-bildsensor
WO2021075115A1 (ja) 固体撮像装置及び撮像方法
WO2021153404A1 (ja) 固体撮像素子及び電子機器
CN115053347A (zh) 摄像元件和摄像装置
DE112020001580T5 (de) Festkörper-bildgebungselement, verfahren zum herstellen eines festkörper-bildgebungselements, fotoelektrisches umwandlungselement, bildgebungsvorrichtung und elektronische einrichtung
JPWO2019240121A1 (ja) 固体撮像素子、固体撮像装置、電子機器、及び、固体撮像素子の製造方法
TWI840387B (zh) 固態攝像元件、固態攝像裝置及固態攝像元件之讀出方法
TWI840383B (zh) 固體攝像裝置
US11744092B2 (en) Solid-state image sensor
WO2022249595A1 (ja) 光電変換素子および撮像装置
DE112020001711T5 (de) Photoelektrisches umwandlungselement und bildgebungsvorrichtung

Legal Events

Date Code Title Description
R079 Amendment of ipc main class

Free format text: PREVIOUS MAIN CLASS: H01L0051420000

Ipc: H10K0030000000