(57)【要約】      （修正有）【課題】高い光電変換効率及び波長選択性の高い有機光電素子及びイメージセンサを提供する。【解決手段】互いに対向する第1電極１０及び第２電極２０と、第1電極１０及と第２電極２０との間に位置する有機層３０を有し、有機層３０は可視光吸収体として特定構造を有する化合物と、２．８ｅＶ以上のエネルギーバンドギャップを有して第1電極１０の仕事関数と特定構造を有する化合物のＨＯＭＯレベルとの間のＨＯＭＯレベルを有する正孔バッファ物質、及び２．８ｅＶ以上のエネルギーバンドギャップを有して第２電極２０の仕事関数と特定構造を有する化合物のＬＵＭＯレベルとの間のＬＵＭＯレベルを有する電子バッファ物質のうちの少なくとも一つと、を含む【選択図】図１
2015201619.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに対向するアノード及びカソードと、
前記アノードと前記カソードとの間に位置する有機層と、を有し、
前記有機層は、
可視光吸収体として下記の化学式１で示される化合物と、
２．８ｅＶ以上のエネルギーバンドギャップを有して前記アノードの仕事関数と前記化学式１で示される化合物のＨＯＭＯレベルとの間のＨＯＭＯレベルを有する正孔バッファ物質、及び２．８ｅＶ以上のエネルギーバンドギャップを有して前記カソードの仕事関数と前記化学式１で示される化合物のＬＵＭＯレベルとの間のＬＵＭＯレベルを有する電子バッファ物質のうちの少なくとも一つと、を含むことを特徴とする有機光電素子。
【化１】
2015201619.tif 000016
前記化学式１で、Ｒ１〜Ｒ１２は、それぞれ独立的に水素、置換又は非置換されたＣ１〜Ｃ３０アルキル基、置換又は非置換されたＣ６〜Ｃ３０アリール基、置換又は非置換されたＣ３〜Ｃ３０ヘテロアリール基、ハロゲン原子、ハロゲン含有基、又はこれらの組み合わせであり、Ｘは負イオンである。
【請求項２】
前記正孔バッファ物質及び前記電子バッファ物質は、それぞれ４５０ｎｍ〜８００ｎｍの波長領域の可視光を実質的に吸収しないことを特徴とする請求項１に記載の有機光電素子。
【請求項３】
前記有機層は、
前記化学式１で示される化合物を含む活性層と、
前記活性層の少なくとも一面に位置する電荷バッファ層と、を含み、
前記電荷バッファ層は、前記正孔バッファ物質を含む正孔バッファ層及び前記電子バッファ物質を含む電子バッファ層のうちの少なくとも一つを含むことを特徴とする請求項１に記載の有機光電素子。
【請求項４】
前記活性層は、２．８ｅＶ以上のエネルギーバンドギャップを有して前記アノードの仕事関数と前記化学式１で示される化合物のＨＯＭＯレベルとの間のＨＯＭＯレベルを有する正孔バッファ物質を含むことを特徴とする請求項３に記載の有機光電素子。
【請求項５】
前記活性層に含まれる前記正孔バッファ物質は、前記活性層に対して５０体積％以下で含まれることを特徴とする請求項４に記載の有機光電素子。
【請求項６】
前記活性層は、２．８ｅＶ以上のエネルギーバンドギャップを有して前記カソードの仕事関数と前記化学式１で示される化合物のＬＵＭＯレベルとの間のＬＵＭＯレベルを有する電子バッファ物質を含むことを特徴とする請求項３に記載の有機光電素子。
【請求項７】
前記活性層に含まれる前記電子バッファ物質は、前記活性層に対して５０体積％以下で含まれることを特徴とする請求項６に記載の有機光電素子。
【請求項８】
前記有機層は、活性層を含み、
前記活性層は、
前記化学式１で示される化合物と、
前記正孔バッファ物質及び前記電子バッファ物質のうちの少なくとも一つと、を含むことを特徴とする請求項１に記載の有機光電素子。
【請求項９】
前記正孔バッファ物質のＨＯＭＯレベルと前記化学式１で示される化合物のＨＯＭＯレベルとの差は、０．０１〜０．８９ｅＶであることを特徴とする請求項１に記載の有機光電素子。
【請求項１０】
前記正孔バッファ物質のＨＯＭＯレベルは、４．７ｅＶ超過５．６ｅＶ未満であることを特徴とする請求項１に記載の有機光電素子。
【請求項１１】
前記電子バッファ物質のＬＵＭＯレベルと前記化学式１で示される化合物のＬＵＭＯレベルとの差は、０．０１〜０．８９ｅＶであることを特徴とする請求項１に記載の有機光電素子。
【請求項１２】
前記電子バッファ物質のＬＵＭＯレベルは、３．６ｅＶ超過４．３ｅＶ未満であることを特徴とする請求項１に記載の有機光電素子。
【請求項１３】
前記化学式１で示される化合物は、下記の化学式２〜６で示される化合物のうちの一つであることを特徴とする請求項１に記載の有機光電素子。
【化２】
2015201619.tif 000017
【化３】
2015201619.tif 000018
【化４】
2015201619.tif 000019
【化５】
2015201619.tif 000020
【化６】
2015201619.tif 000021
【請求項１４】
緑色波長領域の光を選択的に吸収することを特徴とする請求項１に記載の有機光電素子。
【請求項１５】
５００ｎｍ〜６００ｎｍで最大吸収波長（λｍａｘ）を有することを特徴とする請求項１に記載の有機光電素子。
【請求項１６】
５０ｎｍ〜１５０ｎｍの半値幅（ＦＷＨＭ）を有する吸光曲線を示すことを特徴とする請求項１に記載の有機光電素子。
【請求項１７】
請求項１乃至１６のいずれか一項に記載の有機光電素子を含むことを特徴とするイメージセンサ。
【請求項１８】
青色波長領域の光を感知する複数の第１光感知素子、及び赤色波長領域の光を感知する複数の第２光感知素子が集積された半導体基板と、
前記半導体基板の上部に位置し、青色波長領域の光を選択的に吸収する青色フィルタ、及び赤色波長領域の光を選択的に吸収する赤色フィルタを含むカラーフィルタ層と、
前記カラーフィルタ層の上部に位置し、緑色波長領域の光を選択的に吸収する前記有機光電素子と、を含むことを特徴とする請求項１７に記載のイメージセンサ。
【請求項１９】
前記有機光電素子である緑色光電素子、青色波長領域の光を選択的に吸収する青色光電素子、及び赤色波長領域の光を選択的に吸収する赤色光電素子が積層されることを特徴とする請求項１７に記載のイメージセンサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機光電素子及びイメージセンサに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
光電素子は、光と電気信号とを変換させる素子であって、光ダイオード（フォトダイオード）及び光トランジスタ（フォトトランジスタ）などを含み、イメージセンサ、太陽電池、有機発光素子などに適用される。
【０００３】
光ダイオードを含むイメージセンサは日増しに解像度が高くなっており、これにより画素の大きさが小さくなっている。現在主に使用するシリコン光ダイオードの場合、画素の大きさが小さくなり且つ吸収面積が減るため感度低下が発生する。これによりシリコンを代替できる有機物質が研究されている。
【０００４】
有機物質は、吸光係数が大きく、分子構造によって特定波長領域の光を選択的に吸収することができるため、光ダイオードとカラーフィルタを同時に代替でき、感度改善及び高集積に非常に有利である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、上記従来技術に鑑みてなされたものであって、本発明の目的は、高い光電変換効率及び波長選択性の高い有機光電素子を提供することにある。
また本発明の目的は、有機光電素子を含むイメージセンサを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するためになされた本発明の一態様による有機光電素子は、互いに対向するアノード及びカソードと、前記アノードと前記カソードとの間に位置する有機層と、を有し、前記有機層は、可視光吸収体として下記の化学式１で示される化合物と、２．８ｅＶ以上のエネルギーバンドギャップを有して前記アノードの仕事関数と前記化学式１で示される化合物のＨＯＭＯレベルとの間のＨＯＭＯレベルを有する正孔バッファ物質、及び２．８ｅＶ以上のエネルギーバンドギャップを有して前記カソードの仕事関数と前記化学式１で示される化合物のＬＵＭＯレベルとの間のＬＵＭＯレベルを有する電子バッファ物質のうちの少なくとも一つと、を含む。
【化１】
2015201619.tif 000003
前記化学式１で、Ｒ１〜Ｒ１２は、それぞれ独立的に水素、置換又は非置換されたＣ１〜Ｃ３０アルキル基、置換又は非置換されたＣ６〜Ｃ３０アリール基、置換又は非置換されたＣ３〜Ｃ３０ヘテロアリール基、ハロゲン原子、ハロゲン含有基、又はこれらの組み合わせであり、Ｘは負イオンである。
【０００７】
前記正孔バッファ物質及び前記電子バッファ物質は、それぞれ約４５０ｎｍ〜８００ｎｍの波長領域の可視光を実質的に吸収し得ない。
前記有機層は、前記化学式１で示される化合物を含む活性層と、前記活性層の少なくとも一面に位置する電荷バッファ層と、を含み、前記電荷バッファ層は、前記正孔バッファ物質を含む正孔バッファ層及び前記電子バッファ物質を含む電子バッファ層のうちの少なくとも一つを含み得る。
前記活性層は、約２．８ｅＶ以上のエネルギーバンドギャップを有して前記アノードの仕事関数と前記化学式１で示される化合物のＨＯＭＯレベルとの間のＨＯＭＯレベルを有する正孔バッファ物質を含み得る。
前記活性層に含まれる前記正孔バッファ物質は、前記活性層に対して約５０体積％以下で含まれ得る。
前記活性層は、約２．８ｅＶ以上のエネルギーバンドギャップを有して前記カソードの仕事関数と前記化学式１で示される化合物のＬＵＭＯレベルとの間のＬＵＭＯレベルを有する電子バッファ物質を含み得る。
前記活性層に含まれる前記電子バッファ物質は、前記活性層に対して約５０体積％以下で含まれ得る。
前記有機層は、活性層を含み、前記活性層は、前記化学式１で示される化合物と、前記正孔バッファ物質及び前記電子バッファ物質のうちの少なくとも一つと、を含み得る。
前記正孔バッファ物質のＨＯＭＯレベルと前記化学式１で示される化合物のＨＯＭＯレベルとの差は、０．０１〜０．８９ｅＶであり得る。
前記正孔バッファ物質のＨＯＭＯレベルは、４．７ｅＶ超過５．６ｅＶ未満であり得る。
前記電子バッファ物質のＬＵＭＯレベルと前記化学式１で示される化合物のＬＵＭＯレベルとの差は、０．０１〜０．８９ｅＶであり得る。
前記電子バッファ物質のＬＵＭＯレベルは、３．６ｅＶ超過４．３ｅＶ未満であり得る。
前記化学式１で示される化合物は、下記の化学式２〜６で示される化合物のうちの一つであり得る。
【化２】
2015201619.tif 000004
【化３】
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【化４】
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【化５】
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【化６】
2015201619.tif 000008
前記有機光電素子は、緑色波長領域の光を選択的に吸収することができる。
前記有機光電素子は、約５００ｎｍ〜６００ｎｍで最大吸収波長（λｍａｘ）を有し得る。
前記有機光電素子は、５０ｎｍ〜１５０ｎｍの半値幅（ｆｕｌｌ  ｗｉｄｔｈ  ａｔ  ｈａｌｆ  ｍａｘｉｍｕｍ：ＦＷＨＭ）を有する吸光曲線を示し得る。
【０００８】
上記目的を達成するためになされた本発明の一態様によるイメージセンサは、前記有機光電素子を含む。
【０００９】
前記イメージセンサは、青色波長領域の光を感知する複数の第１光感知素子、及び赤色波長領域の光を感知する複数の第２光感知素子が集積された半導体基板と、前記半導体基板の上部に位置し、青色波長領域の光を選択的に吸収する青色フィルタ、及び赤色波長領域の光を選択的に吸収する赤色フィルタを含むカラーフィルタ層と、前記カラーフィルタ層の上部に位置し、緑色波長領域の光を選択的に吸収する前記有機光電素子と、を含むことができる。
前記イメージセンサは、前記有機光電素子である緑色光電素子、青色波長領域の光を選択的に吸収する青色光電素子、及び赤色波長領域の光を選択的に吸収する赤色光電素子が積層され得る。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、高い光電変換効率及び波長選択性の高い有機光電素子と、高い感度を有する小型化実現可能なイメージセンサを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】一実施形態による有機光電素子を示した断面図である。
【図２】図１の有機光電素子の例を示した断面図である。
【図３】図１の有機光電素子の例を示した断面図である。
【図４】図１の有機光電素子の例を示した断面図である。
【図５】図２の有機光電素子のエネルギーレベルを示すダイアグラムである。
【図６】図３の有機光電素子のエネルギーレベルを示すダイアグラムである。
【図７】実施例１〜３による有機光電素子の波長に対するフォトルミネッセンス強度を示すグラフである。
【図８】印加電界０．３ＭＶ／ｃｍでの実施例１〜３による有機光電素子の波長に対する外部量子効率（ＥＱＥ）を示すグラフである。
【図９】最大吸収波長（λｍａｘ）における実施例１〜３による有機光電素子の印加電界に対する外部量子効率（ＥＱＥｍａｘ）を示すグラフである。
【図１０】逆バイアス電圧−３Ｖでの実施例２、４及び５による有機光電素子の波長に対する外部量子効率（ＥＱＥ）を示すグラフである。
【図１１】最大吸収波長（λｍａｘ）における実施例２、４及び５による有機光電素子の逆バイアス電圧に対する外部量子効率（ＥＱＥｍａｘ）を示すグラフである。
【図１２】実施例２、４及び５による有機光電素子の半値幅を示すグラフである。
【図１３】最大吸収波長（λｍａｘ）における実施例６〜１０による有機光電素子の逆バイアス電圧に対する外部量子効率（ＥＱＥｍａｘ）を示すグラフである。
【図１４】実施例１１による有機光電素子の波長に対するフォトルミネッセンス強度を示すグラフである。
【図１５】一実施形態による有機ＣＭＯＳイメージセンサを概略的に示した斜視図である。
【図１６】図１５の有機ＣＭＯＳイメージセンサの断面図である。
【図１７】他の実施形態による有機ＣＭＯＳイメージセンサを概略的に示した斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明を実施するための形態の具体例を、図面を参照しながら詳細に説明する。しかし、本発明は、ここで説明する実施形態に限定されず、様々な形態に具現することができる。
【００１３】
本明細書で別途の定義がない限り、‘置換された’とは、化合物中の水素原子がハロゲン原子（Ｆ、Ｂｒ、Ｃｌ又はＩ）、ヒドロキシ基、アルコキシ基、ニトロ基、シアノ基、アミノ基、アジド基、アミジノ基、ヒドラジノ基、ヒドラゾノ基、カルボニル基、カルバミル基、チオール基、エステル基、カルボキシル基又はその塩、スルホン酸基又はその塩、リン酸又はその塩、Ｃ１〜Ｃ２０アルキル基、Ｃ２〜Ｃ２０アルケニル基、Ｃ２〜Ｃ２０アルキニル基、Ｃ６〜Ｃ３０アリール基、Ｃ７〜Ｃ３０アリールアルキル基、Ｃ１〜Ｃ４アルコキシ基、Ｃ１〜Ｃ２０ヘテロアルキル基、Ｃ３〜Ｃ２０ヘテロアリールアルキル基、Ｃ３〜Ｃ３０のシクロアルキル基、Ｃ３〜Ｃ１５シクロアルケニル基、Ｃ６〜Ｃ１５シクロアルキニル基、Ｃ２〜Ｃ２０ヘテロシクロアルキル基、及びこれらの組み合わせから選択される置換基に置換されたものを意味する。
【００１４】
また、本明細書で別途の定義がない限り、‘ヘテロ’とは、Ｎ、Ｏ、Ｓ、及びＰから選択されるヘテロ原子を１〜３つ含有したものを意味する。
【００１５】
図面で様々な層及び領域を明確に表現するために厚さを拡大して示した。明細書全体に亘って類似の部分については同一の図面符号を付けた。層、膜、領域、板などの部分が他の部分の“上”にあるというとき、これは他の部分の“真上”にある場合だけでなく、その中間に他の構成要素がある場合も含む。逆に、ある部分が他の部分の“真上”にあるというときはその中間に他の構成要素がないことを意味する。
【００１６】
図面において本実施形態を明確に説明するために説明上不必要な部分は省略し、明細書全体に亘って同一又は類似の構成要素については同一の図面符号を使用した。
【００１７】
以下、図面を参照して一実施形態による有機光電素子を説明する。
【００１８】
図１は、一実施形態による有機光電素子を示した断面図である。
【００１９】
図１に示すように、本実施形態による有機光電素子１００は、互いに対向する第１電極１０及び第２電極２０、そして第１電極１０と第２電極２０との間に位置する有機層３０を含む。
【００２０】
第１電極１０及び第２電極２０のうちのいずれか一つはアノード（ａｎｏｄｅ）であり、他の一つはカソード（ｃａｔｈｏｄｅ）である。第１電極１０及び第２電極２０のうちの少なくとも一つは透光電極であり、透光電極は、例えばインジウムティンオキサイド（ｉｎｄｉｕｍ  ｔｉｎ  ｏｘｉｄｅ：ＩＴＯ）又はインジウムジンクオキサイド（ｉｎｄｉｕｍ  ｚｉｎｃ  ｏｘｉｄｅ：ＩＺＯ）のような透明導電体、或いは薄い厚さの単一層又は複数層の金属薄膜で形成される。第１電極１０及び第２電極２０のうちの一つが不透光電極である場合、例えばアルミニウム（Ａｌ）のような不透明導電体で形成される。
【００２１】
有機層３０は、可視光線の所定波長領域の光を吸収する可視光吸収体と、可視光線領域の光を実質的に吸収しないが可視光吸収体によって発生したエキシトンを正孔と電子に分離させる電荷バッファ物質を含む。
【００２２】
可視光吸収体は、ｎ型半導体又はｐ型半導体であって、可視光線領域のうちの緑色波長領域の光を選択的に吸収し、約５００ｎｍ〜６００ｎｍで最大吸収波長（λｍａｘ）を有する物質である。
【００２３】
可視光吸収体は下記の化学式１で示される化合物である。
【化１】
2015201619.tif 000009
化学式１で、Ｒ１〜Ｒ１２は、それぞれ独立的に水素、置換又は非置換されたＣ１〜Ｃ３０アルキル基、置換又は非置換されたＣ６〜Ｃ３０アリール基、置換又は非置換されたＣ３〜Ｃ３０ヘテロアリール基、ハロゲン原子、ハロゲン含有基、又はこれらの組み合わせであり、Ｘは負イオンである。
【００２４】
化学式１で示される化合物は、約５００ｎｍ〜６００ｎｍで最大吸収波長（λｍａｘ）を有する可視光吸収体であって、緑色波長領域で波長選択性が高い。
【００２５】
化学式１で示される化合物は、ｎ型半導体又はｐ型半導体として作用し、ｐｎ接合を形成するための別途のｐ型半導体又はｎ型半導体なしに可視光吸収体として単独で含まれる。
【００２６】
化学式１で示される化合物は、例えば下記の化学式２〜６で示される化合物のうちの一つであるが、これに限定されるものではない。
【化２】
2015201619.tif 000010
【化３】
2015201619.tif 000011
【化４】
2015201619.tif 000012
【化５】
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【化６】
2015201619.tif 000014
【００２７】
電荷バッファ物質は、約４５０ｎｍ〜８００ｎｍの波長領域の可視光を実質的に吸収しないため、可視光吸収体ではなく、可視光吸収体によって発生したエキシトンを正孔と電子に分離させるエキシトン消光剤（ｅｘｃｉｔｏｎ  ｑｕｅｎｃｈｅｒ）としての役割を果たす。電荷バッファ物質によってエキシトンを消光させ、正孔と電子に分離させることによってアノードに移動する正孔及びカソードに移動する電子の個数を高めて有機光電素子の効率を高めることができる。
【００２８】
電荷バッファ物質は、透明な正孔バッファ物質及び透明な電子バッファ物質のうちの少なくとも一つである。
【００２９】
一例として、電荷バッファ物質は、約２．８ｅＶ以上のエネルギーバンドギャップを有し、光が透過する透明性を有すると共に、アノードの仕事関数（ｗｏｒｋｆｕｎｃｔｉｏｎ）と第１化合物のＨＯＭＯレベルとの間のＨＯＭＯレベルを有することによって正孔を分離及び移動させる正孔バッファ物質である。ここで、ＨＯＭＯレベルは、真空レベル（ｖａｃｕｕｍ  ｌｅｖｅｌ）を０ｅＶとするときのＨＯＭＯレベルの絶対値をいう。
【００３０】
正孔バッファ物質のエネルギーバンドギャップは、例えば約２．８〜４．０ｅＶである。
【００３１】
正孔バッファ物質のＨＯＭＯレベルと化学式１で示される化合物のＨＯＭＯレベルとの差は、例えば約０．０１〜０．８９ｅＶである。正孔バッファ物質のＨＯＭＯレベルは、例えば４．７ｅＶ超過５．６ｅＶ未満である。
【００３２】
正孔バッファ物質は、例えばアミン系化合物であり、例えば４，４’，４”−トリス（Ｎ−（２−ナフチル）−Ｎ−フェニル−アミノ）−トリフェニルアミン）（４，４’，４”−Ｔｒｉｓ（Ｎ−（２−ｎａｐｈｔｈｙｌ）−Ｎ−ｐｈｅｎｙｌ−ａｍｉｎｏ）−ｔｒｉｐｈｅｎｙｌａｍｉｎｅ）、Ｎ，Ｎ−ジフェニル−Ｎ，Ｎ−ビス（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）ビフェニル−４，４’−ジアミン）（Ｎ，Ｎ−ｄｉｐｈｅｎｙｌ−Ｎ，Ｎ−ｂｉｓ（９−ｐｈｅｎｙｌ−９Ｈ−ｃａｒｂａｚｏｌ−３−ｙｌ）ｂｉｐｈｅｎｙｌ−４，４’−ｄｉａｍｉｎｅ）、Ｎ（ビフェニル−４−イル）９，９−ジメチル−Ｎ−（４（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）フェニル）−９Ｈ−フルオレン−２−アミン（Ｎ（ｄｉｐｈｅｎｙｌ−４−ｙｌ）９，９−ｄｉｍｅｔｈｙｌ−Ｎ−（４（９−ｐｈｅｎｙｌ−９Ｈ−ｃａｒｂａｚｏｌ−３−ｙｌ）ｐｈｅｎｙｌ）−９Ｈ−ｆｌｕｏｒｅｎｅ−２−ａｍｉｎｅ）、ジ−［４−（Ｎ，Ｎ−ジ−ｐ−トリル−アミノ）−フェニル］シクロヘキサン（Ｄｉ−［４−（Ｎ，Ｎ−ｄｉ−ｐ−ｔｏｌｙｌ−ａｍｉｎｏ）−ｐｈｅｎｙｌ］ｃｙｃｌｏｈｅｘａｎｅ）、９，９−ビス［４−Ｎ，Ｎ−ビス−ビフェニル−４−イル−アミノフェニル］−９Ｈ−フルオレン（９，９−Ｂｉｓ［４−Ｎ，Ｎ−ｂｉｓ−ｂｉｐｈｅｎｙｌ−４−ｙｌ−ａｍｉｎｏ）ｐｈｅｎｙｌ］−９Ｈ−ｆｌｕｏｒｅｎｅ）であるが、これに限定されるものではない。
【００３３】
一例として、電荷バッファ物質は、約２．８ｅＶ以上のエネルギーバンドギャップを有し、光が透過する透明性を有すると共に、カソードの仕事関数と第１化合物のＬＵＭＯレベルとの間のＬＵＭＯレベルを有する電子バッファ物質である。ここで、ＬＵＭＯレベルは、真空レベル（ｖａｃｕｕｍ  ｌｅｖｅｌ）を０ｅＶとするときのＬＵＭＯレベルの絶対値をいう。
【００３４】
電子バッファ物質のエネルギーバンドギャップは、例えば約２．８〜４．０ｅＶである。
【００３５】
電子バッファ物質のＬＵＭＯレベルと化学式１で示される化合物のＬＵＭＯレベルとの差は、例えば約０．０１〜０．８９ｅＶである。電子バッファ物質のＬＵＭＯレベルは、例えば約３．６ｅＶ超過４．３ｅＶ未満である。
【００３６】
電子バッファ物質は、例えばカルボン酸無水物であり、例えば１，４，５，８−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物（１，４，５，８−Ｎａｐｈｔｈａｌｅｎｅｔｅｔｒａｃａｒｂｏｘｙｌｉｃ  ｄｉａｎｈｙｄｒｉｄｅ）であるが、これに限定されるものではない。
【００３７】
一例として、電荷バッファ物質は、正孔バッファ物質及び電子バッファ物質を共に含む。
【００３８】
可視光吸収体と電荷バッファ物質は、単一層に混合物の形態で含まれ、別個の層にそれぞれ含まれてもよく、これらの組み合わせであってもよい。
【００３９】
図２〜図４は、図１の有機光電素子の例を示した断面図であり、図５は、図２の有機光電素子のエネルギーレベルを示すダイアグラムであり、図６は、図３の有機光電素子のエネルギーレベルを示すダイアグラムである。
【００４０】
図２に示すように、本実施形態による有機光電素子１００は、上述の実施形態と同様に互いに対向する第１電極１０及び第２電極２０、そして第１電極１０と第２電極２０との間に位置する有機層３０を含む。
【００４１】
第１電極１０がアノードであり第２電極２０がカソードである場合、有機層３０は、化学式１で示される化合物を可視光吸収体として単独で含む活性層３０ａと、活性層３０ａの一面に位置する正孔バッファ層３０ｂとを含む。正孔バッファ層３０ｂは、上述の正孔バッファ物質を含む。
【００４２】
図５に示すように、正孔バッファ層３０ｂのＨＯＭＯレベルは、アノードである第１電極１０の仕事関数と活性層３０ａのＨＯＭＯレベルとの間のＨＯＭＯレベルを有し、一例として正孔バッファ層３０ｂのＨＯＭＯレベルと活性層３０ａのＨＯＭＯレベルとの差Δｄ１は、例えば約０．０１〜０．８９ｅＶである。
【００４３】
活性層３０ａは、化学式１で示される化合物以外に正孔バッファ物質を更に含む。活性層３０ａに含まれる正孔バッファ物質は、約２．８ｅＶ以上のエネルギーバンドギャップを有し、アノードの仕事関数と化学式１で示される化合物のＨＯＭＯレベルとの間のＨＯＭＯレベルを有する物質であり、正孔バッファ層３０ｂに含まれる正孔バッファ物質と同一の物質であるか又は異なる物質である。
【００４４】
活性層３０ａに含まれる正孔バッファ物質は、活性層３０ａに対して約５０体積％以下で含まれ、上記範囲内で約０．０１体積％〜２０体積％で含まれてもよく、上記範囲内で約０．０１体積％〜１０体積％で含まれてもよい。
【００４５】
図３に示すように、本実施形態による有機光電素子１００は、上述の実施形態と同様に互いに対向する第１電極１０及び第２電極２０、そして第１電極１０と第２電極２０との間に位置する有機層３０を含む。
【００４６】
第１電極１０がアノードであり第２電極２０がカソードである場合、有機層３０は、化学式１で示される化合物を可視光吸収体として単独で含む活性層３０ａと、活性層３０ａの一面に位置する電子バッファ層３０ｃとを含む。電子バッファ層３０ｃは、上述の電子バッファ物質を含む。
【００４７】
図６に示すように、電子バッファ層３０ｃのＬＵＭＯレベルは、カソードである第２電極２０の仕事関数と活性層３０ａのＬＵＭＯレベルとの間のＬＵＭＯレベルを有し、一例として電子バッファ層３０ｃのＬＵＭＯレベルと活性層３０ａのＬＵＭＯレベルとの差Δｄ２は、例えば約０．０１〜０．８９ｅＶである。
【００４８】
活性層３０ａは、化学式１で示される化合物以外に電子バッファ物質を更に含む。活性層３０ａに含まれる電子バッファ物質は、約２．８ｅＶ以上のエネルギーバンドギャップを有し、カソードの仕事関数と化学式１で示される化合物のＬＵＭＯレベルとの間のＬＵＭＯレベルを有する物質であり、電子バッファ層３０ｃに含まれる電子バッファ物質と同一の物質であるか又は異なる物質である。
【００４９】
活性層３０ａに含まれる電子バッファ物質は、活性層３０ａに対して約５０体積％以下で含まれ、上記範囲内で約０．０１体積％〜２０体積％で含まれてもよく、上記範囲内で約０．０１体積％〜１０体積％で含まれてもよい。
【００５０】
図４に示すように、本実施形態による有機光電素子１００は、上述の実施形態と同様に互いに対向する第１電極１０及び第２電極２０、そして第１電極１０と第２電極２０との間に位置する有機層３０を含む。
【００５１】
第１電極１０がアノードであり第２電極２０がカソードである場合、有機層３０は、化学式１で示される化合物を可視光吸収体として単独で含む活性層３０ａ、活性層３０ａの一面に位置する正孔バッファ層３０ｂ、及び活性層３０ａの他の一面に位置する電子バッファ層３０ｃを含む。正孔バッファ層３０ｂは上述の正孔バッファ物質を含み、電子バッファ層３０ｃは上述の電子バッファ物質を含む。
【００５２】
活性層３０ａは、約５００ｎｍ〜６００ｎｍで最大吸収波長（λｍａｘ）を有する緑色波長の光を選択的に吸収する。
【００５３】
活性層３０ａは、約５０ｎｍ〜１５０ｎｍの比較的に小さい半値幅（ｆｕｌｌ  ｗｉｄｔｈ  ａｔ  ｈａｌｆ  ｍａｘｉｍｕｍ：ＦＷＨＭ）を有する吸光曲線を示す。ここで、半値幅は、最大吸光地点の半分（ｈａｌｆ）に対応する波長の幅（ｗｉｄｔｈ）であって、半値幅が小さいと狭い波長領域の光を選択的に吸収し波長選択性が高いということを意味する。上記範囲の半値幅を有することによって緑色波長領域に対する選択性を高めることができる。
【００５４】
有機光電素子１００には第１電極１０及び／又は第２電極２０側から光が入射し、活性層３０ａが所定波長領域の光を吸収すると内部でエキシトンが生成される。エキシトンは活性層３０ａで正孔と電子に分離され、分離された正孔は第１電極１０及び第２電極２０のうちの一つであるアノード側に移動し、分離された電子は第１電極１０及び第２電極２０のうちの他の一つであるカソード側に移動して有機光電素子に電流が流れる。
【００５５】
有機光電素子は、太陽電池、イメージセンサ、光検出器、光センサ、及び有機発光ダイオードなどに適用されるが、これに限定されるものではない。
【００５６】
以下、有機光電素子を適用したイメージセンサの一例について図面を参照して説明する。ここではイメージセンサの一例として有機ＣＭＯＳイメージセンサについて説明する。
【００５７】
図１５は、一実施形態による有機ＣＭＯＳイメージセンサを概略的に示した斜視図であり、図１６は、図１５の有機ＣＭＯＳイメージセンサの断面図である。
【００５８】
図１５及び図１６に示すように、本実施形態による有機ＣＭＯＳイメージセンサ２００は、光感知素子５０Ｂ、５０Ｒ、伝送トランジスタ（図示せず）、及び電荷保存層５５が集積された半導体基板１１０、下部絶縁層６０、カラーフィルタ７０、上部絶縁層８０、及び有機光電素子１００を含む。
【００５９】
半導体基板１１０は、シリコン基板であり、光感知素子５０（５０Ｂ、５０Ｒ）、伝送トランジスタ（図示せず）、及び電荷保存層５５が集積される。光感知素子５０は光ダイオードである。
【００６０】
光感知素子５０Ｂ、５０Ｒ、伝送トランジスタ、及び／又は電荷保存層５５は、画素毎に集積され、一例として図に示すように光感知素子５０Ｂ、５０Ｒは青色画素及び赤色画素に含まれ、電荷保存層５５は緑色画素に含まれる。
【００６１】
光感知素子５０Ｂ、５０Ｒは光をセンシングし、センシングされた情報は伝送トランジスタによって伝達され、電荷保存層５５は後述の有機光電素子１００に電気的に接続され、電荷保存層５５の情報は伝送トランジスタによって伝達される。
【００６２】
半導体基板１１０の上には、更に金属配線（図示せず）及びパッド（図示せず）が形成される。金属配線及びパッドは、信号遅延を減らすために低い非抵抗を有する金属、例えばアルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）、銀（ｇ）、及びこれらの合金で製造されるが、これに限定されるものではない。しかし、上記構造に限定されず、金属配線及びパッドが光感知素子５０Ｂ、５０Ｒの下部に配置されてもよい。
【００６３】
金属配線及びパッドの上には下部絶縁層６０が形成される。下部絶縁層６０は、酸化ケイ素及び／又は窒化ケイ素のような無機絶縁物質、又はＳｉＣ、ＳｉＣＯＨ、ＳｉＣＯ、及びＳｉＯＦのような低誘電率（ｌｏｗ  Ｋ）物質で形成される。下部絶縁層６０は電荷保存層５５を露出させるトレンチを有する。トレンチは充填材で満たされる。
【００６４】
下部絶縁膜６０の上にはカラーフィルタ７０が形成される。カラーフィルタ７０は、青色画素に形成される青色フィルタ７０Ｂと、赤色画素に形成される赤色フィルタ７０Ｒを含む。本実施形態では緑色フィルタを備えない例を説明するが、場合によって緑色フィルタを備えてもよい。
【００６５】
カラーフィルタ７０の上には上部絶縁層８０が形成される。上部絶縁層８０はカラーフィルタ５０による段差を除去し平坦化する。上部絶縁層８０及び下部絶縁層６０は、パッドを露出させる接触孔（図示せず）と、緑色画素の電荷保存層５５を露出させる貫通口８５を有する。
【００６６】
上部絶縁層８０の上には上述の有機光電素子１００が形成される。有機光電素子１００は上述のように第１電極１０、有機層３０、及び第２電極２０を含む。
【００６７】
第１電極１０及び第２電極２０は全て透明電極であり、有機層３０は、上述のように可視光線の所定波長領域の光を吸収する可視光吸収体と、可視光線領域の光を実質的に吸収しないが可視光吸収体によって発生したエキシトンを正孔と電子に分離させる電荷バッファ物質を含む。
【００６８】
可視光吸収体と電荷バッファ物質は、単一層に混合物の形態で含まれ、別個の層にそれぞれ含まれてもよく、これらの組み合わせであってもよい。例えば、有機層３０は、上述のように活性層３０ａ、正孔バッファ層３０ｂ／活性層３０ａ、活性層３０ａ／電子バッファ層３０ｃ、又は正孔バッファ層３０ｂ／活性層３０ａ／電子バッファ層３０ｃである。
【００６９】
可視光吸収体を含む活性層は、緑色波長領域の光を選択的に吸収し、緑色画素のカラーフィルタを代替することができる。
【００７０】
第２電極２０側から入射した光は活性層で緑色波長領域の光が主に吸収されて光電変換され、残りの波長領域の光は第１電極１０を通過して光感知素子５０にセンシングされる。
【００７１】
上記のように緑色波長領域の光を選択的に吸収する有機光電素子が積層された構造を有することによって、イメージセンサの大きさを小さくして小型化イメージセンサを具現することができると共に、感度を高めてクロストークを減らすことができる。
【００７２】
図１７は、他の実施形態による有機ＣＭＯＳイメージセンサを概略的に示した斜視図である。
【００７３】
本実施形態による有機ＣＭＯＳイメージセンサは、緑色波長領域の光を選択的に吸収する緑色光電素子、青色波長領域の光を選択的に吸収する青色光電素子、及び赤色波長領域の光を選択的に吸収する赤色光電素子が積層された構造である。
【００７４】
図面では赤色光電素子、緑色光電素子、及び青色光電素子が順次に積層された構造を示したが、有機ＣＭＯＳイメージセンサの構造はこれに限定されず、積層順序は多様に変化可能である。
【００７５】
緑色光電素子は上述の有機光電素子１００であり、青色光電素子は互いに対向する電極とその間に介在する青色波長領域の光を選択的に吸収する有機物質を含む活性層を含み、赤色光電素子は互いに対向する電極とその間に介在する赤色波長領域の光を選択的に吸収する有機物質を含む活性層を含む。
【００７６】
上記のように緑色波長領域の光を選択的に吸収する有機光電素子、緑色波長領域の光を選択的に吸収する有機光電素子、及び青色波長領域の光を選択的に吸収する有機光電素子が積層された構造を有することによって、イメージセンサの大きさを更に減らして小型化イメージセンサを具現することができると共に、感度を高めてクロストークを減らすことができる。
【００７７】
以下、実施例を通じて上述の本発明の実施形態をより詳細に説明する。但し、下記の実施例は単に説明の目的のためのものであり、本発明の範囲を制限するものではない。
【００７８】
≪実施例≫
＜有機光電素子の製作＞
【００７９】
［実施例１］
ガラス基板上にＩＴＯ（仕事関数：４．７ｅＶ）をスパッタリングで積層して約１００ｎｍ厚さのアノードを形成し、その上にＢＰＡＰＦ（９，９−Ｂｉｓ［４−Ｎ，Ｎ−ｂｉｓ−ｂｉｐｈｅｎｙｌ−４−ｙｌ−ａｍｉｎｏ）ｐｈｅｎｙｌ］−９Ｈ−ｆｌｕｏｒｅｎｅ）（ＬＵＭＴＥＣ）（ＨＯＭＯ：５．５６ｅＶ、ＬＵＭＯ：２．４ｅＶ）を蒸着して５０ｎｍ厚さの正孔バッファ層を形成する。その次に、正孔バッファ層上に下記の化学式２で示される化合物（ＨＯＭＯ：５．６ｅＶ、ＬＵＭＯ：３．６ｅＶ）を蒸着して５０ｎｍ厚さの活性層を形成する。その次に、活性層上にアルミニウムドーピングされたモリブデン酸化物（ＭｏＯｘ：Ａｌ、Ａｌドーピング量：５０ｗｔ％）を蒸着して５ｎｍ厚さの補助層を形成し、補助層上にアルミニウム（Ａｌ）を熱蒸着して７０ｎｍ厚さのカソードを形成し、有機光電素子を製作する。
【化２】
2015201619.tif 000015
【００８０】
［実施例２］
正孔バッファ層として、ＢＰＡＰＦの代わりにＨＴ２１１（Ｎ（ｄｉｐｈｅｎｙｌ−４−ｙｌ）９，９−ｄｉｍｅｔｈｙｌ−Ｎ−（４（９−ｐｈｅｎｙｌ−９Ｈ−ｃａｒｂａｚｏｌ−３−ｙｌ）ｐｈｅｎｙｌ）−９Ｈ−ｆｌｕｏｒｅｎｅ−２−ａｍｉｎｅ）（ＨＯＭＯ：５．４ｅＶ、ＬＵＭＯ：２．４ｅＶ）を使用したことを除いては、実施例１と同様な方法で有機光電素子を製作する。
【００８１】
［実施例３］
正孔バッファ層として、ＢＰＡＰＦの代わりに、ＨＴ０１（Ｎ，Ｎ−ｄｉｐｈｅｎｙｌ−Ｎ，Ｎ−ｂｉｓ（９−ｐｈｅｎｙｌ−９Ｈ−ｃａｒｂａｚｏｌ−３−ｙｌ）ｂｉｐｈｅｎｙｌ−４、４’−ｄｉａｍｉｎｅ）（ＨＯＭＯ：５．２ｅＶ、ＬＵＭＯ：２．２ｅＶ）を蒸着したことを除いては、実施例１と同様な方法で有機光電素子を製作する。
【００８２】
［実施例４］
正孔バッファ層として、ＢＰＡＰＦの代わりに、ＨＴ２１１（Ｎ（ｄｉｐｈｅｎｙｌ−４−ｙｌ）９，９−ｄｉｍｅｔｈｙｌ−Ｎ−（４（９−ｐｈｅｎｙｌ−９Ｈ−ｃａｒｂａｚｏｌ−３−ｙｌ）ｐｈｅｎｙｌ）−９Ｈ−ｆｌｕｏｒｅｎｅ−２−ａｍｉｎｅ）（ＨＯＭＯ：５．４ｅＶ、ＬＵＭＯ：２．４ｅＶ）を使用し、活性層として、化学式２で示される化合物の代わりに、化学式２で示される化合物にＨＴ２１１が１０体積％ドーピングされた混合物を使用したことを除いては、実施例１と同様な方法で有機光電素子を製作する。
【００８３】
［実施例５］
正孔バッファ層として、ＢＰＡＰＦの代わりに、ＨＴ０１（Ｎ，Ｎ−ｄｉｐｈｅｎｙｌ−Ｎ，Ｎ−ｂｉｓ（９−ｐｈｅｎｙｌ−９Ｈ−ｃａｒｂａｚｏｌ−３−ｙｌ）ｂｉｐｈｅｎｙｌ−４、４’−ｄｉａｍｉｎｅ））（ＨＯＭＯ：５．２ｅＶ、ＬＵＭＯ：２．２ｅＶ）を使用し、活性層として、化学式２で示される化合物の代わりに、化学式２で示される化合物にＨＴ０１が１０体積％ドーピングされた混合物を使用したことを除いては、実施例１と同様な方法で有機光電素子を製作する。
【００８４】
［実施例６］
実施例６は、実施例１と異なり、インバース（ｉｎｖｅｒｓｅｄ）タイプの有機光電素子である。
【００８５】
ガラス基板上にＩＴＯ（仕事関数：４．７ｅＶ）をスパッタリングで積層して約１００ｎｍ厚さのカソードを形成し、その上にアルミニウムドーピングされたモリブデン酸化物（ＭｏＯｘ：Ａｌ、Ａｌドーピング量：５０ｗｔ％）を蒸着して５ｎｍ厚さの補助層を形成する。その次に、化学式２で示される化合物（ＨＯＭＯ：５．６ｅＶ、ＬＵＭＯ：３．６ｅＶ）を蒸着して５０ｎｍ厚さの活性層を形成する。その次に、活性層上にＨＴ２１１（ＨＯＭＯ：５．４ｅＶ、ＬＵＭＯ：２．４ｅＶ）を蒸着して５０ｎｍ厚さの正孔バッファ層を形成する。その次に、正孔バッファ層上にアルミニウム（Ａｌ）を熱蒸着して８０ｎｍ厚さのアノードを形成し、有機光電素子を製作する。
【００８６】
［実施例７］
活性層として、化学式２で示される化合物の代わりに、化学式２で示される化合物にＨＴ２１１（ＨＯＭＯ：５．４ｅＶ、ＬＵＭＯ：２．４ｅＶ）１０体積％をドーピングして形成したことを除いては、実施例６と同様な方法で有機光電素子を製作する。
【００８７】
［実施例８］
活性層として、化学式２で示される化合物の代わりに、化学式２で示される化合物にＨＴ２１１（ＨＯＭＯ：５．４ｅＶ、ＬＵＭＯ：２．４ｅＶ）２０体積％をドーピングして形成したことを除いては、実施例６と同様な方法で有機光電素子を製作する。
【００８８】
［実施例９］
活性層として、化学式２で示される化合物の代わりに、化学式２で示される化合物にＨＴ２１１（ＨＯＭＯ：５．４ｅＶ、ＬＵＭＯ：２．４ｅＶ）３０体積％をドーピングして形成したことを除いては、実施例６と同様な方法で有機光電素子を製作する。
【００８９】
［実施例１０］
活性層として、化学式２で示される化合物の代わりに、化学式２で示される化合物にＨＴ２１１（ＨＯＭＯ：５．４ｅＶ、ＬＵＭＯ：２．４ｅＶ）５０体積％をドーピングして形成したことを除いては、実施例６と同様な方法で有機光電素子を製作する。
【００９０】
［実施例１１］
ガラス基板上にＩＴＯ（仕事関数：４．７ｅＶ）をスパッタリングで積層して約１００ｎｍ厚さのアノードを形成し、その上に化学式２で示される化合物（ＨＯＭＯ：５．６ｅＶ、ＬＵＭＯ：３．６ｅＶ）を蒸着して５０ｎｍ厚さの活性層を形成する。その次に、活性層上にＮＴＣＤＡ（１，４，５，８−Ｎａｐｈｔｈａｌｅｎｅｔｅｔｒａｃａｒｂｏｘｙｌｉｃ  ｄｉａｎｈｙｄｒｉｄｅ）２０ｎｍ厚さで蒸着して電子バッファ層を形成する。その次に、電子バッファ層上にアルミニウムドーピングされたモリブデン酸化物（ＭｏＯｘ：Ａｌ、Ａｌドーピング量：５０ｗｔ％）を蒸着して５ｎｍ厚さの補助層を形成し、補助層上にアルミニウム（Ａｌ）を熱蒸着して７０ｎｍ厚さのカソードを形成し、有機光電素子を製作する。
【００９１】
≪評価≫
［評価１］
実施例１〜３による有機光電素子の波長によるフォトルミネッセンス強度（ｐｈｏｔｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ  ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ）を評価する。
【００９２】
フォトルミネッセンス強度は、Ｆ−７０００  Ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅ  Ｓｐｅｃｔｒｏｐｈｏｔｏｍｅｔｅｒ（日立製）を用いて評価する。
【００９３】
図７は、実施例（Ｅｘａｍｐｌｅ）１〜３による有機光電素子の波長（Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ（ｎｍ）に対するフォトルミネッセンス強度（ＰＬ  ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ（ａ．ｕ．））を示すグラフである。
【００９４】
フォトルミネッセンス強度は、エキシトンが消光されて正孔と電子に分離された程度を示し、フォトルミネッセンス強度が低いほど正孔と電子によく分離されたことを意味する。
【００９５】
図７に示すように、実施例１〜３による有機光電素子は、比較的に低いフォトルミネッセンス強度を示すことが確認され、例えば最大フォトルミネッセンス強度が３００ａ．ｕ．（ａｒｂｉｔａｒｙ  ｕｎｉｔ）より低いことが確認される。
【００９６】
このことから、実施例１〜３による有機光電素子は正孔と電子が効果的に分離されて高い効率を有することを予想することができる。
【００９７】
［評価２］
実施例１〜５による有機光電素子の外部量子効率（ＥＱＥ）及び半値幅（ＦＨＷＭ）を評価する。
【００９８】
外部量子効率（ＥＱＥ）はＩＰＣＥ  ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ  ｓｙｓｔｅｍ（ＭｃＳｃｉｅｎｃｅ社製、韓国）設備を用いて測定する。先ず、Ｓｉ光ダイオード（浜松ホトニクス社製、日本）を用いて設備を校正（ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎ）した後、実施例１〜３による有機光電素子を設備に装着し、波長範囲約３５０〜８００ｎｍ領域で外部量子効率を測定する。
【００９９】
半値幅（ＦＨＷＭ）は、外部量子効率グラフで最大吸光地点の半分（ｈａｌｆ）に対応する波長の幅（ｗｉｄｔｈ）を意味する。
【０１００】
図８は、印加電界０．３ＭＶ／ｃｍでの実施例（Ｅｘａｍｐｌｅ）１〜３による有機光電素子の波長（Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ（ｎｍ））に対する外部量子効率（ＥＱＥ（％））を示すグラフであり、図９は、最大吸収波長（λｍａｘ）における実施例１〜３による有機光電素子の印加電界（Ｅｌｅｃｔｒｉｃ  ｆｉｅｌｄ（ＭＶ／ｃｍ））に対する外部量子効率（ＥＱＥｍａｘ（％））を示すグラフであり、図１０は、逆バイアス電圧−３Ｖでの実施例２、４及び５による有機光電素子の波長（Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ（ｎｍ））に対する外部量子効率（ＥＱＥ（％））を示すグラフであり、図１１は、５８０ｎｍの最大吸収波長（λｍａｘ）における実施例２、４及び５による有機光電素子の逆バイアス電圧（Ｒｅｖｅｒｓｅ  ｂｉａｓ（Ｖ））に対する外部量子効率（ＥＱＥ５８０ｎｍ（％））を示すグラフであり、図１２は、実施例２、４及び５による有機光電素子の半値幅（ＦＨＷＭ（ｎｍ））を示すグラフである。
【０１０１】
図８〜図１１に示すように、実施例１〜５による有機光電素子は、約５００ｎｍ〜６００ｎｍの緑色波長領域で良好な外部量子効率（ＥＱＥ）を示すことが確認される。
【０１０２】
図１２に示すように、実施例２、４及び５による有機光電素子は、１５０ｎｍ以下の比較的に小さい半値幅を有することが確認される。このことから、緑色波長領域の光に対する波長選択性が高いことが確認される。
【０１０３】
［評価３］
実施例６〜１０による有機光電素子の外部量子効率（ＥＱＥ）を評価する。
【０１０４】
図１３は、最大吸収波長（λｍａｘ）における実施例（Ｅｘａｍｐｌｅ）６〜１０による有機光電素子の逆バイアス電圧（Ｒｅｖｅｒｓｅ  ｂｉａｓ（Ｖ））に対する外部量子効率（ＥＱＥｍａｘ（％））を示すグラフである。
【０１０５】
図示していないが、図１３の実施例６〜１０による有機光電素子は、図１０と同様に約５００ｎｍ〜６００ｎｍの緑色波長領域で良好な外部量子効率（ＥＱＥ）を示し、図１３に示すように、実施例６〜１０による有機光電素子は、図１１と同様に良好な外部量子効率（ＥＱＥ）を示すことが確認される。
【０１０６】
［評価４］
実施例１１による有機光電素子のフォトルミネッセンス強度を評価する。
【０１０７】
図１４は、実施例（Ｅｘａｍｐｌｅ）１１による有機光電素子の波長（Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ（ｎｍ））に対するフォトルミネッセンス強度（ＰＬ  ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ（ａ．ｕ．））を示すグラフである。
【０１０８】
フォトルミネッセンス強度は、エキシトンが消光されて正孔と電子に分離された程度を示し、フォトルミネッセンス強度が低いほど正孔と電子によく分離されたことを意味する。
【０１０９】
図１４に示すように、実施例１１による有機光電素子は、非常に低いフォトルミネッセンス強度を示すことが確認され、略０に近いフォトルミネッセンス強度を有することが確認される。
【０１１０】
このことから、実施例１１による有機光電素子は、正孔と電子が効果的に分離されて高い効率を有することを予想することができる。
【０１１１】
以上、本発明の実施形態について図面を参照しながら詳細に説明したが、本発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術的範囲から逸脱しない範囲内で多様に変更実施することが可能である。
【符号の説明】
【０１１２】
１０    第１電極
２０    第２電極
３０    有機層
３０ａ    活性層
３０ｂ    正孔バッファ層
３０ｃ    電子バッファ層
５０、５０Ｂ、５０Ｒ    光感知素子
５５    電荷保存層
６０  下部絶縁層
７０、７０Ｂ、７０Ｒ    カラーフィルタ
８０    上部絶縁層
８５    貫通口
１００    有機光電素子
１１０    半導体基板
２００    有機ＣＭＯＳイメージセンサ
【図１】
2015201619.tif 000022
【図２】
2015201619.tif 000023
【図３】
2015201619.tif 000024
【図４】
2015201619.tif 000025
【図５】
2015201619.tif 000026
【図６】
2015201619.tif 000027
【図７】
2015201619.tif 000028
【図８】
2015201619.tif 000029
【図９】
2015201619.tif 000030
【図１０】
2015201619.tif 000031
【図１１】
2015201619.tif 000032
【図１２】
2015201619.tif 000033
【図１３】
2015201619.tif 000034
【図１４】
2015201619.tif 000035
【図１５】
2015201619.tif 000036
【図１６】
2015201619.tif 000037
【図１７】
2015201619.tif 000038