(57)【要約】【課題】有機光電変換素子を備え、高解像度化を図り易い光電変換デバイスを提供すること。【解決手段】互いに対向する一対の主面を有する基板２における一方の主面上に複数の有機光電変換素子８が配置され、個々の有機光電変換素子は、基板２上に配置された第１電極５と、各第１電極を覆うようにして配置された有機光電変換層６の一領域からなる有機光電変換部６ａと、該有機光電変換部６ａ上に配置された第２電極７ａとを有する光電変換デバイス２０を構成するにあたり、複数の有機光電変換素子８全体を平面視上取り囲むようにして、有機光電変換層６への光の入射を制限する遮光層９を設ける。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに対向する一対の主面を有する基板と、該基板における一方の主面上に配置された複数の有機光電変換素子とを備え、前記複数の有機光電変換素子の各々は、前記基板上に配置された第１電極と、各第１電極を覆うようにして配置された有機光電変換層の一領域からなる有機光電変換部と、該有機光電変換部上に配置された第２電極とを有する光電変換デバイスであって、
前記複数の有機光電変換素子の全て平面視上取り囲むようにして配置されて前記有機光電変換層への光の入射を制限する遮光層を有することを特徴とする光電変換デバイス。
【請求項２】
前記遮光層は、前記複数の有機光電変換素子の各々を平面視上取り囲むことを特徴とする請求項１に記載の光電変換デバイス。
【請求項３】
前記遮光層は、前記第１電極および前記第２電極の各々から電気的に分離されていることを特徴とする請求項１または２に記載の光電変換デバイス。
【請求項４】
前記遮光層は、前記第１電極の各々と部分的に重なることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の光電変換デバイス。
【請求項５】
前記遮光層は、前記基板における前記一対の主面のいずれか一方に配置されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の光電変換デバイス。
【請求項６】
互いに対向する一対の主面を有する基板と、該基板における一方の主面上に配置された複数の有機光電変換素子とを備え、前記複数の有機光電変換素子の各々は、前記基板上に配置された第１電極と、各第１電極を覆うようにして配置された有機光電変換層の一領域からなる有機光電変換部と、該有機光電変換部上に配置された第２電極とを有する光電変換デバイスであって、
前記第１電極の全てを取り囲むようにして配置された電気絶縁層を有することを特徴とする光電変換デバイス。
【請求項７】
前記電気絶縁層は、前記第１電極の各々を取り囲むことを特徴とする請求項６に記載の光電変換デバイス。
【請求項８】
互いに対向する一対の主面を有する基板と、該基板における一方の主面上に配置された複数の有機光電変換素子とを備え、前記複数の有機光電変換素子の各々は、前記基板上に配置された第１電極と、各第１電極を覆うようにして配置された有機光電変換層の一領域からなる有機光電変換部と、該有機光電変換部上に配置された第２電極とを有する光電変換デバイスであって、
前記複数の有機光電変換素子の全てを平面視上取り囲むようにして配置されて前記有機光電変換層への光の入射を制限する遮光層と、
前記第１電極の全てを取り囲むようにして配置された電気絶縁層と、
を有することを特徴とする光電変換デバイス。
【請求項９】
前記遮光層は前記電気絶縁層上に積層されていることを特徴とする請求項８に記載の光電変換デバイス。
【請求項１０】
前記遮光層は前記複数の有機光電変換素子の各々を平面視上取り囲み、前記電気絶縁層は前記第１電極の各々を取り囲むことを特徴とする請求項８または９に記載の光電変換デバイス。
【請求項１１】
前記遮光層は、前記第１電極および前記第２電極の各々から電気的に分離されていることを特徴とする請求項８〜１０のいずれか１つに記載の光電変換デバイス。
【請求項１２】
前記遮光層は、前記第１電極の各々と部分的に重なることを特徴とする請求項８〜１１のいずれか１つに記載の光電変換デバイス。
【請求項１３】
互いに対向する一対の主面を有する基板と、該基板における一方の主面上に配置された複数の有機光電変換素子と、該複数の有機光電変換素子の各々に１本ずつ配置された信号読み出し用の配線とを備え、前記複数の有機光電変換素子の各々は、前記基板上に配置された第１電極と、各第１電極を覆うようにして配置された有機光電変換層の一領域からなる有機光電変換部と、該有機光電変換部上に配置された第２電極とを有し、前記配線は、対応する有機光電変換素子の前記第１電極に接続されている光電変換デバイスであって、
前記配線上に配置されて該配線を覆う遮光層を有することを特徴とする光電変換デバイス。
【請求項１４】
前記遮光層は、前記配線の上面および側面を覆うことを特徴とする請求項１３に記載の光電変換デバイス。
【請求項１５】
互いに対向する一対の主面を有する基板と、該基板における一方の主面上に配置された複数の有機光電変換素子と、該複数の有機光電変換素子の各々に１本ずつ配置された信号読み出し用の配線とを備え、前記複数の有機光電変換素子の各々は、前記基板上に配置された第１電極と、各第１電極を覆うようにして配置された有機光電変換層の一領域からなる有機光電変換部と、該有機光電変換部上に配置された第２電極とを有し、前記配線は、対応する有機光電変換素子の前記第１電極に接続されている光電変換デバイスであって、
前記配線上に配置されて該配線を覆う電気絶縁層を有することを特徴とする光電変換デバイス。
【請求項１６】
前記電気絶縁層は、前記配線の上面および側面を覆うことを特徴とする請求項１５に記載の光電変換デバイス。
【請求項１７】
前記遮光層は有機高分子材料を含むことを特徴とする請求項１〜５、８〜１４のいずれか１つに記載の光電変換デバイス。
【請求項１８】
前記有機高分子材料は感光性樹脂であることを特徴する請求項１７に記載の光電変換デバイス。
【請求項１９】
前記有機高分子材料はポリイミド系樹脂を含むことを特徴とする請求項１７または１８に記載の光電変換デバイス。
【請求項２０】
前記遮光層は金属を含むことを特徴とする請求項１〜５、８〜１４のいずれか１つに記載の光電変換デバイス。
【請求項２１】
前記金属はクロム、アルミニウム、銅、ニッケル、タンタル、およびタングステンから選ばれる少なくとも１種であることを特徴とする請求項２０に記載の光電変換デバイス。
【請求項２２】
前記遮光層はカーボンを含むことを特徴とする請求項１〜５、８〜１４のいずれか１つに記載の光電変換デバイス。
【請求項２３】
前記遮光層の光学濃度は２．０以上であることを特徴とする請求項１〜５、８〜１４、１７〜２２のいずれか１つに記載の光電変換デバイス。
【請求項２４】
前記電気絶縁層は有機高分子材料を含むことを特徴とする請求項６〜１２、１５、１６のいずれか１つに記載の光電変換デバイス。
【請求項２５】
前記有機高分子材料は感光性樹脂であることを特徴する請求項２４に記載の光電変換デバイス。
【請求項２６】
前記有機高分子材料はポリイミド系樹脂を含むことを特徴とする請求項２４または２５に記載の光電変換デバイス。
【請求項２７】
前記電気絶縁層は無機物を含むことを特徴とする請求項６〜１２、１５、１６のいずれか１つに記載の光電変換デバイス。
【請求項２８】
前記無機物はシリコン原子を含むことを特徴とする請求２７に記載の光電変換デバイス。
【請求項２９】
前記無機物はシリコン窒化物を含むことを特徴とする請求項２７または２８に記載の光電変換デバイス。
【請求項３０】
前記電気絶縁層は、１×１０12Ω□以上のシート抵抗を有することを特徴とする請求項６〜１２、１５、１６、２４〜２９のいずれか１つに記載の光電変換デバイス。
【請求項３１】
前記基板上に配置されて前記複数の有機光電変換素子それぞれへの入射光の波長を規定するカラーフィルタを更に有することを特徴とする請求項１〜３０のいずれか１つに記載の光電変換デバイス。
【請求項３２】
前記複数の有機光電変換素子の各々に接続されて該有機光電変換素子で生じた電気信号を読み出す信号読出し手段を更に有することを特徴とする請求項１〜３１のいずれか１つに記載の光電変換デバイス。
【請求項３３】
前記有機光電変換層は少なくとも電子供与性材料と電子受容性材料とを含むことを特徴とする請求項１〜３２のいずれか１つに記載の光電変換デバイス。
【請求項３４】
前記複数の有機光電変換素子の各々を封止する封止部を更に有することを特徴とする請求項１〜３３のいずれか１つに記載の光電変換デバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、文字や図形等の各種情報を電気信号に変換する光電変換デバイスに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
文字や図形などの各種物体のイメージを電気信号に変換して画像データを得る際に用いられる光電変換デバイスは、ファクシミリやイメージスキャナなど幅広い製品で使用されており、その方式としては、ＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ  Ｍｅｔａｌ  Ｏｘｉｄｅ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）方式やＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｄｅｖｉｃｅ）方式などが知られている。
【０００３】
従来の光電変換デバイスは、半導体基板に形成された多数の無機光電変換素子（フォトダイオード）によってイメージを電気信号に変換するものであり、その作製には大掛かりな半導体プロセスが必要である。このため工数が非常に多く、半導体基板の大面積化が難しいことと相俟って、低コスト化が困難であるという課題を有している。そこで、（非特許文献１）に記載されているように、有機光電変換材料によって光電変換層を形成することでコストの削減を図る試みがなされている。
【０００４】
有機光電変換材料は容易に溶液化することができ、スピンコート法、ブレード法、ディッピング法などの非常に簡便な方法により薄膜化することができる。すなわち、有機光電変換層を容易に形成することができる。そして、一対の電極の間に有機光電変換層が配置された構造を有する有機光電変換素子は、その作製が容易であるにも拘わらず無機光電変換素子と同様の機能を発現できることから、今日、非常に注目を集めている。例えば（特許文献１）には、光電変換波長域が赤色光域、緑色光域、または青色光域の有機光電変化材料を用いた光感知素子が記載されている。
【０００５】
また、近年では、フルカラーの画像データが得られるように原色系のカラーフィルタ部を備えたものや、（特許文献２）に記載された原稿読み取り装置のように赤色光、緑色光、および青色光の各光源（発光ダイオード）を備えたものも開発されている。
【非特許文献１】Ｇ．Ｙｕ、Ｙ．Ｃａｏ、Ｊ．Ｗａｎｇ、Ｊ．ＭｃＥｌｖａｉｎ  ａｎｄ  Ａ．Ｊ．Ｈｅｅｇｅｒ、Ｓｙｎｔｈ．Ｍｅｔ．１０２、９０４（１９９９）
【特許文献１】特表２００２−５０２１２０号公報
【特許文献２】特開平３−２７４８５６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
スピンコート法、ブレード法、ディッピング法などの方法で多数の有機光電変換層を微細なピッチの下に形成することは困難である。このため、有機光電変換層を備えた高解像度の光電変換デバイスを得るうえからは、有機光電変換素子毎に１つの有機光電変換層を形成するのではなく、個々の有機光電変換素子が１つの有機光電変換層における所定の領域を自己の有機光電変換部として利用することになるように、大形の有機光電変換層を形成するようにした方が実用的である。この場合、有機光電変換素子を構成する一対の電極のうちの一方（通常は基板側の電極）の平面視上の形状および大きさがほぼそのまま、有機光電変換素子の平面視上の形状および大きさとなる。
【０００７】
しかしながら、上述のような大形の有機光電変換層を用いて光電変換デバイスを作製すると、有機光電変換素子として機能すべき領域以外の領域においても光電変換が行われ、不所望のキャリアが有機光電変換素子に移動してきてクロストークが起こる。その結果として解像度が低下する。
【０００８】
本発明は上記の事情に鑑みてなされたものであり、有機光電変換素子を備えた光電変換デバイスであって、高解像度化を図り易い光電変換デバイスを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の目的の達成する本発明の光電変換デバイスは、互いに対向する一対の主面を有する基板と、該基板における一方の主面上に配置された複数の有機光電変換素子とを備え、複数の有機光電変換素子の各々は、基板上に配置された第１電極と、各第１電極を覆うようにして配置された有機光電変換層の一領域からなる有機光電変換部と、該有機光電変換部上に配置された第２電極とを有する光電変換デバイスであって、複数の有機光電変換素子の全てを平面視上取り囲むようにして配置されて有機光電変換層への光の入射を制限する遮光層を有することを特徴とするものである。
【００１０】
上記の目的の達成する本発明の他の光電変換デバイスは、互いに対向する一対の主面を有する基板と、該基板における一方の主面上に配置された複数の有機光電変換素子とを備え、複数の有機光電変換素子の各々は、基板上に配置された第１電極と、各第１電極を覆うようにして配置された有機光電変換層の一領域からなる有機光電変換部と、該有機光電変換部上に配置された第２電極とを有する光電変換デバイスであって、第１電極の全てを取り囲むようにして配置された電気絶縁層を有することを特徴とするものである。
【００１１】
上記の目的の達成する本発明の更に他の光電変換デバイスは、互いに対向する一対の主面を有する基板と、該基板における一方の主面上に配置された複数の有機光電変換素子とを備え、複数の有機光電変換素子の各々は、基板上に配置された第１電極と、各第１電極を覆うようにして配置された有機光電変換層の一領域からなる有機光電変換部と、該有機光電変換部上に配置された第２電極とを有する光電変換デバイスであって、複数の有機光電変換素子の全てを平面視上取り囲むようにして配置されて有機光電変換層への光の入射を制限する遮光層と、第１電極の全てを取り囲むようにして配置された電気絶縁層と、を有することを特徴とするものである。
【００１２】
上記の目的の達成する本発明の更に他の光電変換デバイスは、互いに対向する一対の主面を有する基板と、該基板における一方の主面上に配置された複数の有機光電変換素子と、複数の有機光電変換素子の各々に１本ずつ配置された信号読み出し用の配線とを備え、複数の有機光電変換素子の各々は、基板上に配置された第１電極と、各第１電極を覆うようにして配置された有機光電変換層の一領域からなる有機光電変換部と、該有機光電変換部上に配置された第２電極とを有し、上記の配線は、対応する有機光電変換素子の第１電極に接続されている光電変換デバイスであって、上記の配線上に配置されて該配線を覆う遮光層を有することを特徴とするものである。
【００１３】
上記の目的の達成する本発明の更に他の光電変換デバイスは、互いに対向する一対の主面を有する基板と、該基板における一方の主面上に配置された複数の有機光電変換素子と、複数の有機光電変換素子の各々に１本ずつ配置された信号読み出し用の配線とを備え、複数の有機光電変換素子の各々は、基板上に配置された第１電極と、各第１電極を覆うようにして配置された有機光電変換層の一領域からなる有機光電変換部と、該有機光電変換部上に配置された第２電極とを有し、上記の配線は、対応する有機光電変換素子の第１電極に接続されている光電変換デバイスであって、上記の配線上に配置されて該配線を覆う電気絶縁層を有することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の光電変換デバイスの各々は、１つの有機光電変換素子に１つずつ有機光電変換層を設けるのではなく、各第１電極を覆うようにして配置された有機光電変換層における互いに別個の一領域を個々の有機光電変換素子での有機光電変換部として利用するものであるので、個々の有機光電変化素子を容易に微細化することができると共にその形状精度や位置精度を比較的容易に高くすることができる。
【００１５】
そして、本発明の光電変換デバイスのうちで複数の有機光電変換素子の全てを平面視上取り囲むようにして遮光層が配置されたものでは、有機光電変換素子として設計した領域以外の箇所での光電変換が抑えられる。また、本発明の光電変換デバイスのうちで第１電極の全てを取り囲むようにして電気絶縁層が配置されたものでは、有機光電変換素子として設計した領域以外の箇所での光電変換により生じたキャリアが第１電極に移動してくることが抑えられる。
【００１６】
一方、本発明の光電変換デバイスのうちで信号読み出し用の配線上に遮光層が配置されたものでは、有機光電変換層のうちで上記の配線上に位置する箇所において光電変換が起こることが抑えられる。また、本発明の光電変換デバイスのうちで信号読み出し用の配線上に遮光層が配置されたものでは、有機光電変換層のうちで上記の配線上に位置する箇所での光電変換により生じたキャリアが配線に移動してくることが抑えられる。
【００１７】
したがって、本発明のいずれの光電変換デバイスにおいても、個々の有機光電変化素子を微細化すると共にクロストークを抑えることが容易であり、結果として高解像度化を図り易い。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
第１の発明の光電変換デバイスは、互いに対向する一対の主面を有する基板と、該基板における一方の主面上に配置された複数の有機光電変換素子とを備え、複数の有機光電変換素子の各々は、基板上に配置された第１電極と、各第１電極を覆うようにして配置された有機光電変換層の一領域からなる有機光電変換部と、該有機光電変換部上に配置された第２電極とを有する光電変換デバイスであって、複数の有機光電変換素子の全てを平面視上取り囲むようにして配置されて有機光電変換層への光の入射を制限する遮光層を有することを特徴とする。
【００１９】
この光電変換デバイスでは、有機光電変換素子として設計した領域以外の箇所への光の入射が遮光層によって抑えられるので、上記箇所での光電変換が抑えられ、結果としてクロストークが抑えられる。
【００２０】
第２の発明の光電変換デバイスは、第１の発明の光電変換デバイスに含まれるものであり、上記の遮光層は、複数の有機光電変換素子の各々を平面視上取り囲むことを特徴とする。この光電変換デバイスでは、上記の箇所への光の入射が遮光層によって更に抑えられるので、当該箇所での光電変換が更に抑えられ、結果としてクロストークが更に抑えられる。
【００２１】
第３の発明の光電変換デバイスは、第１または第２の発明の光電変換デバイスに含まれるものであり、上記の遮光層は、第１電極および第２電極の各々から電気的に分離されていることを特徴とする。この光電変換デバイスでは遮光層を金属材料によって形成することができるので、光学濃度の高い遮光層を形成することが容易である。
【００２２】
第４の発明の光電変換デバイスは、第１〜３のいずれかの発明の光電変換デバイスに含まれるものであり、上記の遮光層は、第１電極の各々と部分的に重なることを特徴とする。この光電変換デバイスでは、基板に垂直に入射した光は勿論、斜めに入射した光についても上記箇所への光の入射が抑えられるので、当該箇所での光電変換が更に抑えられ、結果としてクロストークが更に抑えられる。
【００２３】
第５の発明の光電変換デバイスは、第１〜４のいずれかの発明の光電変換デバイスに含まれるものであり、上記の遮光層は、基板における一対の主面のいずれか一方に配置されていることを特徴とする。この光電変換デバイスでは、遮光層を平面上に形成することができるので、その形状精度および位置精度を高め易い。
【００２４】
第６の発明の光電変換デバイスは、互いに対向する一対の主面を有する基板と、該基板における一方の主面上に配置された複数の有機光電変換素子とを備え、複数の有機光電変換素子の各々は、基板上に配置された第１電極と、各第１電極を覆うようにして配置された有機光電変換層の一領域からなる有機光電変換部と、該有機光電変換部上に配置された第２電極とを有する光電変換デバイスであって、第１電極の全てを取り囲むようにして配置された電気絶縁層を有することを特徴とする。
【００２５】
この光電変換デバイスでは、有機光電変換素子として設計した領域以外の箇所での光電変換により生じたキャリアが第１電極に移動してくることが上記の電気絶縁層により抑えられるので、クロストークが抑えられる。
【００２６】
第７の発明の光電変換デバイスは、第６の発明の光電変換デバイスに含まれるものであり、上記の電気絶縁層は、第１電極の各々を取り囲むことを特徴とする。この光電変換デバイスでは、上記箇所での光電変換により生じたキャリアが第１電極に移動してくることが更に抑えられるので、クロストークが更に抑えられる。
【００２７】
第８の発明の光電変換デバイスは、互いに対向する一対の主面を有する基板と、該基板における一方の主面上に配置された複数の有機光電変換素子とを備え、複数の有機光電変換素子の各々は、基板上に配置された第１電極と、各第１電極を覆うようにして配置された有機光電変換層の一領域からなる有機光電変換部と、該有機光電変換部上に配置された第２電極とを有する光電変換デバイスであって、複数の有機光電変換素子の全てを平面視上取り囲むようにして配置されて有機光電変換層への光の入射を制限する遮光層と、第１電極の全てを取り囲むようにして配置された電気絶縁層と、を有することを特徴とする。
【００２８】
この光電変換デバイスでは、有機光電変換素子として設計した領域以外の箇所への光の入射が遮光層によって抑えられるので、上記箇所での光電変換が抑えられる。また、上記の箇所での光電変換により生じたキャリアが第１電極に移動してくることが上記の電気絶縁層により抑えられる。これらの結果として、当該光電変換デバイスではクロストークが抑えられる。
【００２９】
第９の発明の光電変換デバイスは、第８の発明の光電変換デバイスに含まれるものであり、上記の遮光層は電気絶縁層上に積層されていることを特徴とする。この光電変換デバイスでは、上記箇所での光電変換により生じたキャリアが第１電極に移動してくることを電気絶縁層によって抑えることが容易であるので、クロストークを抑えることも容易である。
【００３０】
第１０の発明の光電変換デバイスは、第８の発明または第９の発明の光電変換デバイスに含まれるものであり、上記の遮光層は複数の有機光電変換素子の各々を平面視上取り囲み、上記の電気絶縁層は第１電極の各々を取り囲むことを特徴とする。この光電変換デバイスでは、上記箇所への光の入射が遮光層によって更に抑えられ、かつ上記箇所での光電変換により生じたキャリアが第１電極に移動してくることが上記の電気絶縁層により抑えられるので、クロストークが更に抑えられる。
【００３１】
第１１の発明の光電変換デバイスは、第８〜１０のいずれかの発明の光電変換デバイスに含まれるものであり、上記の遮光層は第１電極および第２電極の各々から電気的に分離されていることを特徴とする。この光電変換デバイスでは、上記の遮光層を金属材料により形成することができるので、光学濃度の高い遮光層を形成することが容易である。
【００３２】
第１２の発明の光電変換デバイスは、第８〜１１のいずれかの発明の光電変換デバイスに含まれるものであり、上記の遮光層は、第１電極の各々と部分的に重なることを特徴とする。この光電変換デバイスでは、基板に垂直に入射した光は勿論、斜めに入射した光についても上記箇所への入射が抑えられるので、当該箇所での光電変換が更に抑えられ、結果としてクロストークが更に抑えられる。
【００３３】
第１３の発明の光電変換デバイスは、互いに対向する一対の主面を有する基板と、該基板における一方の主面上に配置された複数の有機光電変換素子と、複数の有機光電変換素子の各々に１本ずつ配置された信号読み出し用の配線とを備え、複数の有機光電変換素子の各々は、基板上に配置された第１電極と、各第１電極を覆うようにして配置された有機光電変換層の一領域からなる有機光電変換部と、該有機光電変換部上に配置された第２電極とを有し、上記の配線は、対応する有機光電変換素子の第１電極に接続されている光電変換デバイスであって、上記の配線上に配置されて該配線を覆う遮光層を有することを特徴とする。
【００３４】
この光電変換デバイスでは、有機光電変換層のうちで上記の配線上に位置する領域への光の入射が遮光層によって抑えられるので、当該配線上での光電変換が抑えられ、結果としてクロストークが抑えられる。
【００３５】
第１４の発明の光電変換デバイスは、第１３の発明の光電変換デバイスに含まれるものであり、上記の遮光層は、上記の配線の上面および側面を覆うことを特徴とする。この光電変換デバイスでは、有機光電変換層のうちで配線の周囲に位置する領域への光の入射が遮光層によって抑えられるので、当該領域での光電変換が抑えられ、結果としてクロストークが抑えられる。
【００３６】
第１５の発明の光電変換デバイスは、互いに対向する一対の主面を有する基板と、該基板における一方の主面上に配置された複数の有機光電変換素子と、複数の有機光電変換素子の各々に１本ずつ配置された信号読み出し用の配線とを備え、複数の有機光電変換素子の各々は、基板上に配置された第１電極と、各第１電極を覆うようにして配置された有機光電変換層の一領域からなる有機光電変換部と、該有機光電変換部上に配置された第２電極とを有し、上記の配線は、対応する有機光電変換素子の第１電極に接続されている光電変換デバイスであって、上記の配線上に配置されて該配線を覆う電気絶縁層を有することを特徴とする。
【００３７】
この光電変換デバイスでは、有機光電変換層のうちの上記の配線上に位置する領域での光電変換により生じたキャリアが当該配線に移動してくることが電気絶縁層により抑えられるので、クロストークが抑えられる。
【００３８】
第１６の発明の光電変換デバイスは、第１５の発明の光電変換デバイスに含まれるものであり、上記の電気絶縁層は、配線の上面および側面を覆うことを特徴とする。この光電変換デバイスでは、有機光電変換層のうちの上記の配線の周囲に位置する領域での光電変換により生じたキャリアが当該配線に移動してくることが電気絶縁層により抑えられるので、クロストークが更に抑えられる。
【００３９】
第１７の発明の光電変換デバイスは、第１〜５または第８〜１４のいずれかの発明の光電変換デバイスに含まれるものであり、上記の遮光層は有機高分子材料を含むことを特徴とする。この光電変換デバイスでは、所望の樹脂組成物を塗工して塗膜を形成した後に当該塗膜をパターニングして所定形状の遮光層を形成することができるので、その製造が容易である。
【００４０】
第１８の発明の光電変換デバイスは、第１７の発明の光電変換デバイスに含まれるものであり、上記の有機高分子材料は感光性樹脂であることを特徴する。この光電変換デバイスでは、所望の感光性樹脂組成物を塗工して塗膜を形成した後に当該塗膜に選択的な露光処理および現像処理を施すことで所定形状の遮光層を形成することができるので、他の有機高分子材料により遮光層を形成する場合に比べてその製造が容易である。
【００４１】
第１９の発明の光電変換デバイスは、第１７または第１８の発明の光電変換デバイスに含まれるものであり、上記の有機高分子材料はポリイミド系樹脂を含むことを特徴とする。この光電変換デバイスでは、耐熱性の高い遮光層を形成し易い。
【００４２】
第２０の発明の光電変換デバイスは、第１〜５または第８〜１４のいずれかの発明の光電変換デバイスに含まれるものであり、上記の遮光層は金属を含むことを特徴とする。この光電変換デバイスでは、光学濃度の高い遮光層を形成し易い。
【００４３】
第２１の発明の光電変換デバイスは、第２０の発明の光電変換デバイスに含まれるものであり、上記の金属はクロム、アルミニウム、銅、ニッケル、タンタル、およびタングステンから選ばれる少なくとも１種であることを特徴とする。
【００４４】
第２２の発明の光電変換デバイスは、第１〜５または第８〜１４のいずれかの発明の光電変換デバイスに含まれるものであり、上記の遮光層はカーボンを含むことを特徴とする。この光電変換デバイスでは、環境への負荷の少ない遮光層を形成し易い。
【００４５】
第２３の発明の光電変換デバイスは、第１〜５、第８〜１４、および第１７〜２２のいずれかの発明の光電変換デバイスに含まれるものであり、上記の遮光層の光学濃度は２．０以上であることを特徴とする。この光電変換デバイスでは、遮光膜の遮光性が高いので、クロストークを抑え易い。
【００４６】
第２４の発明の光電変換デバイスは、第６〜１２、第１５、および第１６のいずれかの発明の光電変換デバイスに含まれるものであり、上記の電気絶縁層は有機高分子材料を含むことを特徴とする。この光電変換デバイスでは、所望の樹脂組成物を塗工して塗膜を形成した後に当該塗膜をパターニングして所定形状の電気絶縁層を形成することができるので、その製造が容易である。
【００４７】
第２５の発明の光電変換デバイスは、第２４の発明の光電変換デバイスに含まれるものであり、上記の有機高分子材料は感光性樹脂であることを特徴する。この光電変換デバイスでは、所望の感光性樹脂組成物を塗工して塗膜を形成した後に当該塗膜に選択的な露光処理および現像処理を施すことで所定形状の電気絶縁層を形成することができるので、他の有機高分子材料により電気絶縁層を形成する場合に比べてその製造が容易である。
【００４８】
第２６の発明の光電変換デバイスは、第２４または第２５の発明の光電変換デバイスに含まれるものであり、上記の有機高分子材料はポリイミド系樹脂を含むことを特徴とする。この光電変換デバイスでは、耐熱性の高い電気絶縁層を形成し易い。
【００４９】
第２７の発明の光電変換デバイスは、第６〜１０、第１５、および第１６のいずれかの発明の光電変換デバイスに含まれるものであり、上記の電気絶縁層は無機物を含むことを特徴とする。この光電変換デバイスでは、耐久性の高い電気絶縁層を形成し易い。
【００５０】
第２８の発明の光電変換デバイスは、第２７の発明の光電変換デバイスに含まれるものであり、上記の無機物はシリコン原子を含むことを特徴とする。
【００５１】
第２９の発明の光電変換デバイスは、第２７または第２８の発明の光電変換デバイスに含まれるものであり、上記の無機物はシリコン窒化物を含むことを特徴とする。
【００５２】
第３０の発明の光電変換デバイスは、第６〜１２、第１５、第１６、および第２４〜２９のいずれかの発明の光電変換デバイスに含まれるものであり、上記の電気絶縁層は、１×１０12Ω□以上のシート抵抗を有することを特徴とする。この光電変換デバイスでは電気絶縁層のシート抵抗が高いので、クロストークを抑え易い。
【００５３】
第３１の発明の光電変換デバイスは、第１〜３０のいずれかの発明の光電変換デバイスに含まれるものであり、上記の基板上に配置されて複数の有機光電変換素子それぞれへの入射光の波長を規定するカラーフィルタを更に有することを特徴とする。この光電変換デバイスでは、カラーの画像に対応した電気信号を得易い。
【００５４】
第３２の発明の光電変換デバイスは、第１〜３１のいずれかの発明の光電変換デバイスに含まれるものであり、上記複数の有機光電変換素子の各々に接続されて該有機光電変換素子で生じた電気信号を読み出す信号読出し手段を更に有することを特徴とする。この光電変換デバイスでは、信号読出し手段まで備えているので、小型の画像読取り装置を構成し易い。
【００５５】
第３３の発明の光電変換デバイスは、第１〜３２のいずれかの発明の光電変換デバイスに含まれるものであり、上記の有機光電変換層は少なくとも電子供与性材料と電子受容性材料とを含むことを特徴とする。この光電変換デバイスでは、光電変換効率を高め易い。
【００５６】
第３４の発明の光電変換デバイスは、第１〜３３のいずれかの発明の光電変換デバイスに含まれるものであり、上記複数の有機光電変換素子の各々を封止する封止部を更に有することを特徴とする。この光電変換デバイスでは、個々の有機光電変換素子の素子寿命を長くし易い。
【００５７】
本発明の光電変換デバイスは、文字や図形などの各種物体のイメージを電気信号に変換して画像データを得るスキャナやファクシミリなどの画像読取り装置における光電変換ユニットの一構成部材として用いられるものであり、上記の光電変換ユニットは、光電変換デバイスの他に所定の光源や光学系などを含む。以下、本発明の光電変換デバイスの実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、本発明は以下に説明する実施の形態に限定されるものではない。
【００５８】
（実施の形態１）
図１は本発明の光電変換デバイスの一例を概略的に示す断面図である。同図において、１は入射光、２は基板、３はカラーフィルタ、４はカラーフィルタ用の保護膜、８は有機光電変換素子、９は遮光層、１１は信号読み出し用の配線、１２は信号読出し手段、２０は光電変換デバイスである。
【００５９】
上記の入射光１は、通常、人工光源から出射したものであり、２００ｎｍ程度から４００ｎｍ程度の波長域の紫外光、４００ｎｍ程度から７００ｎｍ程度の波長域の可視光、および７００ｎｍ程度から２５００ｎｍ程度の波長域の赤外光を含んでいる。
【００６０】
基板２は、互いに対向する一対の主面を有すると共に、上記の入射光１が透過可能な透明性を有しており、当該基板２は例えば透明ガラスや透明樹脂により形成される。
【００６１】
カラーフィルタ３は基板２における一方の主面上に配置されており、当該カラーフィルタ３は、主として赤色光を透過させる赤色フィルタ３Ｒと、主として緑色光を透過させる緑色フィルタ３Ｇと、主として青色光を透過させる青色フィルタ３Ｂとからなる。各色のフィルタ３Ｒ，３Ｇ，３Ｂは互いに平行なストライプ状に形成されている。
【００６２】
保護膜４は、例えば熱硬化性樹脂や光硬化性樹脂により形成されてカラーフィルタ３を覆い、有機光電変換素子８の形成時にカラーフィルタ３を保護する。
【００６３】
有機光電変換素子８は、保護膜４上に形成された第１電極５と、該第１電極５上に形成された有機光電変換部６ａと、該有機光電変換部６ａ上に形成された第２電極７ａとを有している。保護膜４上には有機光電変換素子８が多数形成されており、個々の有機光電変換素子８における第１電極５は透明電極である。これらの第１電極５は、例えば、所望の透明導電膜をフォトリソグラフィ法とエッチング法とを組み合わせて所定形状にパターニングすることにより形成される。
【００６４】
また、個々の有機光電変換素子８における有機光電変換部６ａは、各第１電極５を覆うようにして配置された有機光電変換層６での互いに別個の一領域からなる。有機光電変換層６を覆うようにして１つの電極膜７が形成され、この電極膜７のうちで有機光電変換部６ａの上方に位置する領域が有機光電変換素子８での第２電極７ａとして機能する。
【００６５】
このように構成された有機光電変換素子８の平面視上の形状および大きさは、第１電極５の平面視上の形状および大きさと実質的に同じになる。換言すれば、第１電極５の平面視上の形状および大きさがほぼそのまま有機光電変換素子８の平面視上の形状および大きさとなる。
【００６６】
遮光層９は、例えばカーボンなどの色材を含有した有機高分子材料や、光反射性もしくは光吸収性に優れたクロム（Ｃｒ）、アルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）、ニッケル（Ｎｉ）、タンタル（Ｔａ）、タングステン（Ｗ）などの金属、あるいは黒鉛などの炭素系材料によって形成されて、有機光電変換層６への光（入射光１）の入射を制限する。この遮光層９での光学濃度は２．０以上（遮光率９９％以上）であることが好ましい。図示の遮光層９は、基板２の一主面上に形成されている。遮光層９の平面形状については、後に図２を参照して詳述する。
【００６７】
信号読み出し用の配線１１は個々の有機光電変換素子８に１本ずつ配置されて、該有機光電変換素子８と信号読出し手段１２とを電気的に接続する。各信号読み出し用の配線１１の一端は所定の有機光電変換素子８における第１電極５に電気的に接続されている。
【００６８】
信号読出し手段１２は、コンデンサ機能、スイッチング機能、リセット機能などの機能を有する集積回路を備えており、各有機光電変換素子８で生じた電気信号を読み出す。なお、信号読出し手段１２は、任意の構成部材とすることができる。
【００６９】
図２は、図１に示した光電変換デバイス２０における各有機光電変換素子８と遮光層９との平面配置を示す概略図である。同図に示すように、光電変換デバイス２０では、上述した複数の有機光電変換素子８の全てを平面視上取り囲むようにして、かつ個々の有機光電変換素子８を平面視上取り囲むようにして、遮光層９が配置されている。
【００７０】
このような構成を有する光電変換デバイス２０に光を照射すると各有機光電変換部６ａで光吸収が起こり、励起子が形成される。この励起子は極短時間でキャリア（正孔と電子）に分離し、電子は正極（例えば第２電極７ａ）へと移動し、正孔は負極（例えば第１電極５）へと移動する。これにより第１電極５と第２電極７ａとの間に起電力が生じ、結果として有機光電変換素子８に起電力が生じる。
【００７１】
各有機光電変換素子８での起電力の大きさ（強さ）は、有機光電変換部６ａに入射した光の強度に応じて変化するので、個々の有機光電変換素子８に生じた起電力を信号読み出し用の配線１１を通じて信号読出し手段１２により検出する（読み出す）ことで、所望の画像データを得ることができる。したがって、光電変換デバイス２０をファクシミリやスキャナなどの画像読取り装置における光電変換ユニットの一構成部材として用いることにより、情報の有無による反射光強度の差異をそれに対応した起電力の差異として検出して、画像データを得ることができる。
【００７２】
このときの解像度は、個々の有機光電変化素子８の大きさ、形状精度、位置精度などに大きく左右される他に、クロストークの有無によっても大きく左右される。
【００７３】
光電変換デバイス２０では、各第１電極５が前述のようにフォトリソグラフィ法とエッチング法とを組み合わせた方法により形成され、当該第１電極５の平面視上の形状および大きさがほぼそのまま有機光電変換素子８の平面視上の形状および大きさとなるので、個々の有機光電変化素子８の微細化を図り易いと共にその形状精度や位置精度を比較的容易に高くすることができる。また、当該光電変換デバイス２０では、有機光電変換層６のうちで有機光電変換部６ａとして利用される領域以外の領域への入射光１の入射が遮光層９によって制限され、結果として、有機光電変換素子８として設計した領域以外の領域での光電変換が抑えられる。そのため、有機光電変換素子８以外の領域で生じたキャリアが有機光電変換素子８に移動してくることに起因するクロストークが抑えられる。したがって、光電変換デバイス２０では高解像度化を図り易い。
【００７４】
なお、本発明の光電変換デバイスにおける遮光層の形状および配置形態は図１，２に示した形状および配置形態に限定されるものではなく、種々変更可能である。以下、図３〜図１４を参照して、上述の光電変換デバイス２０とは遮光層の形状および配置形態が異なる幾つかの光電変換デバイスについて説明する。ただし、図３〜図７、図９、図１０、および図１２〜１４においは、それぞれ、信号読み出し用の配線１１（図１参照）の図示を省略している。図３〜図１４に示す構成部材のうちで図１に示した構成部材と共通するものについては、図１で用いた参照符号と同じ参照符号を付してその説明を省略する。
【００７５】
図３に示す光電変換デバイス２０Ａは、基板２における一方の主面上に第１電極５が直接配置されていると共に、導電性を有する遮光層９ａと各第１電極５とが互いに離隔して電気的に分離されているものである。遮光層９ａは、全ての有機光電変換素子８を平面視上取り囲むようにして、かつ個々の有機光電変換素子８を平面視上取り囲むようにして、上記の主面上に配置されている。この光電変換デバイス２０Ａは、カラーフィルタ３（図１参照）を有していない。
【００７６】
図４に示す光電変換デバイス２０Ｂは、基板２における一方の主面上に第１電極５が直接配置されていると共に、電気絶縁性を有する遮光層９ｂを各第１電極５が部分的に覆っているものである。遮光層９ｂは、全ての有機光電変換素子８を平面視上取り囲むようにして、かつ個々の有機光電変換素子８を平面視上取り囲むようにして、上記の主面上に配置されている。この光電変換デバイス２０Ｂでは、各有機光電変換素子８を平面視したときに第１電極５と遮光層９ｂとが部分的に重なるので、基板２に垂直に入射した光は勿論、斜めに入射した光についても、該光が有機光電変換素子８（有機光電変換部６ａ）以外の領域に入射することが抑えられる。したがって、光電変換デバイス２０Ｂにおいては、図１に示した光電変換デバイス２０に比べて前述のクロストークを抑え易い。
【００７７】
図５に示す光電変換デバイス２０Ｃは、基板２における一方の主面上に第１電極５が直接配置されていると共に、電気絶縁性を有する遮光層９ｃが上記の主面上に配置されて各第１電極５を部分的に覆っているものである。遮光層９ｃは、全ての有機光電変換素子８を平面視上取り囲むようにして、かつ個々の有機光電変換素子８を平面視上取り囲むようにして配置されている。この光電変換デバイス２０Ｃにおいても、各有機光電変換素子８を平面視したときに第１電極５と遮光層９ｃとが部分的に重なるので、基板２に垂直に入射した光は勿論、斜めに入射した光についても、該光が有機光電変換素子８（有機光電変換部６ａ）以外の領域に入射することが抑えられる。したがって、光電変換デバイス２０Ｃにおいても、図１に示した光電変換デバイス２０に比べて前述のクロストークを抑え易い。
【００７８】
図６に示す光電変換デバイス２０Ｄは、図１に示した光電変換デバイス２０と同様にカラーフィルタ３を有するものであり、遮光層９ｄは、複数の有機光電変換素子８の全てを平面視上取り囲むようにして、かつ個々の有機光電変換素子８を平面視上取り囲むようにして、基板２の一主面上に配置されている。この光電変換デバイス２０Ｄでは、各有機光電変換素子８を平面視したときに第１電極５と遮光層９ｄとが部分的に重なる。このため、基板２に垂直に入射した光は勿論、斜めに入射した光についても、該光が有機光電変換素子８（有機光電変換部６ａ）以外の領域に入射することが抑えられる。したがって、光電変換デバイス２０Ｄにおいても、図１に示した光電変換デバイス２０に比べて前述のクロストークを抑え易い。
【００７９】
図７に示す光電変換デバイス２０Ｅは、基板２における一方の主面上に第１電極５が直接配置されていると共に、図８に示すように、複数の有機光電変換素子８の全て平面視上取り囲むようにして、かつ個々の有機光電変換素子８を平面視上取り囲むようにして、電気絶縁性を有する遮光層９ｅが上記の主面上に配置されているものである。この光電変換デバイス２０Ｅでは、図７に示すように遮光層９ｅの方が第１電極５よりも厚いので、基板２に垂直に入射した光は勿論、斜めに入射した光についても、該光が有機光電変換素子８（有機光電変換部６ａ）以外の領域に入射することが抑えられる。したがって、光電変換デバイス２０Ｅにおいても、図１に示した光電変換デバイス２０に比べて前述のクロストークを抑え易い。なお、カラーフィルタ３および信号読出し手段１２（図１参照）は設けられていない。
【００８０】
図９に示す光電変換デバイス２０Ｆは、信号読出し手段１２（図１参照）が設けられていない点を除き、図１に示した光電変換デバイス２０と同様の構造を有している。図９においては、遮光層に参照符号９ｆを付してある。本発明の光電変換デバイスにおける遮光層の形状および配置形態は、当該光電変換デバイスが信号読出し手段を備えているか否かに左右されない。
【００８１】
図１０に示す光電変換デバイス２０Ｇは、基板２における一方の主面上に第１電極５が直接配置されていると共に、図１１に示すように、複数の有機光電変換素子８の全てを平面視上取り囲むようにして、電気絶縁性を有する遮光層９ｇが上記の主面上に配置されているものである。遮光層９ｇは、平面視上、個々の有機光電変換素子８を取り囲んではいない。また、カラーフィルタ３（図１参照）は設けられていない。各有機光電変換素子８は、一般に、予め定められた所定の領域（以下、「光電変換領域」という。）内に分散配置されるわけであるが、有機光電変換層６を平面視したときに該有機光電変換層６が上記の光電変換領域の外側にまで広く拡がっていた場合、有機光電変換層６のうちで光電変換領域の外側にまで拡がっている箇所での光電変換により生じたキャリアが前述のクロストークの主な原因となる。光電変換デバイス２０Ｇでは、複数の有機光電変換素子８の全てを平面視上取り囲むようにして遮光層９ｇが配置されているので、クロストークの主な原因となる上述のキャリアの生成が抑えられる。したがって、この光電変換デバイス２０ｇにおいも前述のクロストークが抑えられる。
【００８２】
図１２に示す光電変換デバイス２０Ｈは、図１に示した光電変換デバイス２０と同様にカラーフィルタ３を有するものであり、遮光層９ｈは、複数の有機光電変換素子８の全てを平面視上取り囲むようにして基板２上に配置されている。遮光層９ｈは、平面視上、個々の有機光電変換素子８を取り囲んではいない。この光電変換デバイス２０Ｈにおいても、図１０に示した光電変換デバイス２０Ｇにおけるのと同様の理由から、前述のクロストークが抑えられる。
【００８３】
図１３に示す光電変換デバイス２０Ｉは、基板２における一方の主面上に第１電極５が直接配置されていると共に、基板２における他方の主面上に遮光層９ｉが配置されているものである。遮光層９ｉは、複数の有機光電変換素子８の全てを平面視上取り囲むと共に、個々の有機光電変換素子８を平面視上取り囲む。この光電変換デバイス２０Ｂにおいても、入射光１が有機光電変換素子８（有機光電変換部６ａ）以外の領域に入射することが抑えられる結果として、前述のクロストークが抑えられる。
【００８４】
図１４に示す光電変換デバイス２０Ｊは、図１に示した光電変換デバイス２０と同様にカラーフィルタ３を有するものであり、遮光層９ｈは、基板２における一対の主面のうちでカラーフィルタ３が配置されている主面とは反対側の主面上に配置されている。この遮光層９ｈは、複数の有機光電変換素子８の全てを平面視上取り囲むと共に、個々の有機光電変換素子８を平面視上取り囲む。したがって、光電変換デバイス２０Ｂにおいても、入射光１が有機光電変換素子８（有機光電変換部６ａ）以外の領域に入射することが抑えられる結果として、前述のクロストークが抑えられる。
【００８５】
（実施の形態２）
本発明の他の光電変換デバイスでは、上述した遮光層に代えて電気絶縁層を設けることで、前述のクロストークを抑える。この場合の電気絶縁層は、全ての第１電極を取り囲むようにして配置される。このときの電気絶縁層は、全ての第１電極のうちで光電変換領域の平面視上の輪郭を規定することになる各第１電極と接するようにして配置することが好ましい。
【００８６】
図１５は上記の電気絶縁層を有する光電変換デバイスの一例を概略的に示す断面図であり、図１６は図１５に示した光電変換デバイスにおける各第１電極と電気絶縁層との平面配置を示す概略図である。なお、図１５および図１６に示す構成部材のうちで図１に示した構成部材と共通するものについては、図１で用いた参照符号と同じ参照符号を付してその説明を省略する。また、図１５においては信号読み出し用の配線１１の図示を省略している。
【００８７】
図１５に示す光電変換デバイス３０Ａでは、基板２における一方の主面上に第１電極５が直接配置されていると共に、全ての第１電極５を取り囲むようにして、かつ全ての第１電極５のうちで光電変換領域の平面視上の輪郭を規定することになる各第１電極５と接するようにして、第１電極５よりも厚い電気絶縁層２５ａが配置されている。光電変換デバイス３０Ａには、カラーフィルタ３および信号読出し手段１２（図１参照）は設けられていない。
【００８８】
このような構成を有する光電変換デバイス３０Ａでは、有機光電変換層６が光電変換領域の外側にまで拡がっているので、光電変換領域の外側においても光電変換が起きてキャリアが生成される。しかしながら、全ての第１電極５が該第１電極５よりも厚い電気絶縁層２５ａによって取り囲まれているので、有機光電変換層６のうちで光電変換領域の外側にまで拡がっている箇所に生じたキャリアが第１電極５の側面から当該第１電極５に移動してくることは実質的にない。したがって、有機光電変換素子８として設計した領域以外の箇所での光電変換により生じたキャリアが第１電極５に移動してくることが抑えられる。その結果として、前述のクロストークが抑えられる。
【００８９】
なお、本発明の光電変換デバイスにおける電気絶縁層の形状および配置形態は、図１５および図１６に示した形状および配置形態に限定されるものではなく、種々変更可能である。以下、図１７〜図２０を参照して、上述の光電変換デバイス３０Ａとは電気絶縁層の形状または配置形態が異なる幾つかの光電変換デバイスについて説明する。ただし、図１７、図１８、および図２０においは、それぞれ、信号読み出し用の配線１１（図１参照）の図示を省略している。図１７〜図２０に示す構成部材のうちで図１に示した構成部材と共通するものについては、図１で用いた参照符号と同じ参照符号を付してその説明を省略する。
【００９０】
図１７に示す光電変換デバイス３０Ｂは、図１に示した光電変換デバイス２０と同様にカラーフィルタ３を有するものであり、電気絶縁層２５ｂは全ての第１電極５を取り囲むようにして保護膜４上に配置されている。電気絶縁層２５ｂの厚さは、第１電極５の厚さとほぼ同じである。この光電変換デバイス３０Ｂにおいても、図１５に示した光電変換デバイス３０Ａと同様に、前述のクロストークが抑えられる。
【００９１】
図１８に示す光電変換デバイス３０Ｃは、基板２における一方の主面上に第１電極５が直接配置されていると共に、図１９に示すように、全ての第１電極５を取り囲むようにして、かつ個々の第１電極５を取り囲むようにして電気絶縁層２５ｃが上記の主面上に配置されているものである。電気絶縁層２５ｃは、第１電極５よりも厚い。この光電変換デバイス３０Ｃでは、有機光電変換層６に生じたキャリアが個々の第１電極５の側面から当該第１電極５に移動してくることが実質的にないので、図１５に示した光電変換デバイス３０Ａにおけるよりも前述のクロストークが抑えられる。
【００９２】
図２０に示す光電変換デバイス３０Ｄは、図１に示した光電変換デバイス２０と同様にカラーフィルタ３を有するものであり、電気絶縁層２５ｄは全ての第１電極５を取り囲むようにして、かつ個々の第１電極５を取り囲むようにして保護膜４上に配置されている。電気絶縁層２５ｄの厚さは、第１電極５の厚さとほぼ同じである。この光電変換デバイス３０Ｄにおいても、図１８に示した光電変換デバイス３０Ｃと同様に、図１５に示した光電変換デバイス３０Ａよりも前述のクロストークが抑えられる。
【００９３】
（実施の形態３）
本発明の更に他の光電変換デバイスにおいては、実施の形態１で説明した遮光層と実施の形態２で説明した電気絶縁層とが併用される。
【００９４】
図２１は上記の遮光層と電気絶縁層とを有する光電変換デバイスの一例を概略的に示す断面図である。同図に示す光電変換デバイス５０Ａでは、基板２における一方の主面上に第１電極５が直接配置されていると共に、全ての第１電極５を取り囲むようにして、かつ個々の第１電極５を取り囲むようにして電気絶縁層４５ａが上記の主面上に配置され、該電気絶縁層４５ａ上に全ての第１電極５を平面視上取り囲むようにして、かつ個々の第１電極５を平面視上取り囲むようにして遮光層４９ａが積層されている。
【００９５】
電気絶縁層４５ａは個々の第１電極５の上面の縁部を覆っており、当該電気絶縁層４５ａの上面の形状および大きさは遮光層４９ａの底面の形状および大きさと実質的に同一である。このように構成された光電変換デバイス５０Ａにおいても、前述のクロストークが抑えられる。なお、光電変換デバイス５０Ａにはカラーフィルタ３および信号読出し手段１２（図１参照）は設けられていない。
【００９６】
図２２に示す光電変換デバイス５０Ｂは、電気絶縁層４５ｂの厚さが第１電極５の厚さとほぼ同じで、かつ当該電気絶縁層４５ｇは個々の第１電極５の上面の縁部を覆っていない点を除き、図２１に示した光電変換デバイス５０Ａと同様の構成を有している。この光電変換デバイス５０Ｂにおいても前述のクロストークが抑えられる。
【００９７】
図２３に示す光電変換デバイス５０Ｃは、図１に示した光電変換デバイス２０と同様にカラーフィルタ３を有するものであり、全ての第１電極５を取り囲むようにして、かつ個々の第１電極５を取り囲むようにして保護層４上に電気絶縁層４５ｃが配置され、その上に遮光層４９ｃが積層されている。遮光層４９ｃは、全ての有機光電変換素子８を平面視上取り囲むと共に、個々の有機光電変換素子８を平面視上取り囲む。この光電変換デバイス５０Ｃにおいても、前述のクロストークが抑えられる。
【００９８】
図２４に示す光電変換デバイス５０Ｄは、基板２における一方の主面上に第１電極５が直接配置されていると共に上記の主面上に電気絶縁層４５ｄが配置され、その上に遮光層４９ｃが積層されているものである。電気絶縁層４５ｄは全ての第１電極５を取り囲むものの、個々の第１電極５を取り囲んではいない。同様に、遮光層４９ｃは全ての有機光電変換素子８を平面視上取り囲むものの、個々の有機光電変換素子８を平面視上取り囲んではいない。この光電変換デバイス５０Ｄにおいても、前述のクロストークが抑えられる。
【００９９】
図２５に示す光電変換デバイス５０Ｅは、図１に示した光電変換デバイス２０と同様にカラーフィルタ３を有するものであり、保護層４上に電気絶縁層４５ｅが配置され、その上に遮光層４９ｅが積層されている。電気絶縁層４５ｅは全ての第１電極５を取り囲むものの、個々の第１電極５を取り囲んではいない。同様に、遮光層４９ｅは全ての有機光電変換素子８を平面視上取り囲むものの、個々の有機光電変換素子８を平面視上取り囲んではいない。この光電変換デバイス５０Ｅにおいても、前述のクロストークが抑えられる。
【０１００】
（実施の形態４）
有機光電変換素子を用いた光電変換デバイスでは、有機光電変換素子を構成する一対の電極のうちで光入射面側に位置する電極が透明電極材料、または透明性を有する程度に薄い導電性材料により形成される。そして、当該有機光電変換素子に接続される信号読み出し用の配線も、通常、製造工程を簡略化するために上記光入射面側に位置する電極と同一の材料により形成される。
【０１０１】
このため、例えば図１に示した光電変換デバイス２０におけるように、個々の有機光電変換素子８の第１電極５を覆うようにして有機光電変換層６を配置し、この有機光電変換層６における互いに別個の一領域を各有機光電変換素子８の有機光電変換部６ａとする構造の光電変換デバイスでは、有機光電変換層６のうちで上記の配線（図１に示す信号読み出し用の配線１１）上に位置する箇所においても光電変換が起こり、当該配線にキャリアが移動してクロストークが生じる。
【０１０２】
本発明の更に他の光電変換デバイスにおいては、信号読み出し用の配線上に遮光層を配置することにより、上述のクロストークを抑える。
【０１０３】
図２６は、上記の遮光層を有する光電変換デバイスの一例を概略的に示す断面図であり、図２７は、図２６に示した光電変換デバイスでの有機光電変換素子と上記の遮光層との平面配置を示す概略図である。また、図２８は、上記の遮光層を有する光電変換デバイスの他の例を概略的に示す断面図であり、図２９は、図２８に示した光電変換デバイスでの有機光電変換素子と上記の遮光層との平面配置を示す概略図である。なお、これらの図に示す構成部材のうちで図１に示した構成部材と共通するものについては、図１で用いた参照符号と同じ参照符号を付してその説明を省略する。
【０１０４】
図２６および図２７に示す光電変換デバイス７０Ａでは、信号読み出し用の配線１１それぞれの上に導電性材料または電気絶縁性材料からなる遮光層６９ａが配置されて、当該信号読み出し用の配線１１の上面を覆っている。このため、有機光電変換層６のうちで信号読み出し用の配線１１上に位置する箇所への光の入射が抑えられて、当該箇所では光電変換がそれ程起こらない。結果として、光電変換により生じたキャリアが信号読み出し用の配線１１に移動してくることに起因するクロストークが抑えられる。
【０１０５】
また、図２８および図２９に示す光電変換デバイス７０Ｂでは、信号読み出し用の配線１１それぞれの上に導電性材料または遮光性材料からなる遮光層６９ｂが配置されて、当該信号読み出し用の配線１１の上面および側面を覆っている。このため、有機光電変換層６のうちで信号読み出し用の配線１１上に位置する箇所への光の入射が更に抑えられて、当該領域では光電変換がほとんど起こらない。結果として、光電変換により生じたキャリアが信号読み出し用の配線１１に移動してくることに起因するクロストークがほぼ完全に抑えられる。
【０１０６】
（実施の形態５）
本発明の更に他の光電変換デバイスにおいては、信号読み出し用の配線上に電気絶縁層を配置することにより、実施の形態４で説明したクロストークを抑える。
【０１０７】
図３０は、上記の電気絶縁層を有する光電変換デバイスの一例を概略的に示す断面図であり、図３１は、図３０に示した光電変換デバイスでの有機光電変換素子と上記の電気絶縁層との平面配置を示す概略図である。また、図３２は、上記の電気絶縁層を有する光電変換デバイスの他の例を概略的に示す断面図であり、図３３は、図３２に示した光電変換デバイスでの有機光電変換素子と上記の電気絶縁層との平面配置を示す概略図である。なお、これらの図に示す構成部材のうちで図１に示した構成部材と共通するものについては、図１で用いた参照符号と同じ参照符号を付してその説明を省略する。
【０１０８】
図３０および図３１に示す光電変換デバイス８０Ａでは、信号読み出し用の配線１１それぞれの上に電気絶縁層７５ａが配置されて当該信号読み出し用の配線１１の上面を覆っている。このため、有機光電変換層６のうちで信号読み出し用の配線１１上に位置する箇所に光が入射して光電変換が起こったとしても、当該光電変換により生じたキャリアが信号読み出し用の配線１１に移動してくることが電気絶縁層７５ａにより抑えられ、結果としてクロストークが抑えられる。
【０１０９】
また、図３２および図３３に示す光電変換デバイス８０Ｂでは、信号読み出し用の配線１１それぞれの上に導電性材料または遮光性材料からなる遮光層６９ｂが配置されて、当該配線１１の上面および側面を覆っている。このため、有機光電変換層６のうちで信号読み出し用の配線１１上に位置する箇所に光が入射して光電変換が起こったとしても、当該光電変換により生じたキャリアが信号読み出し用の配線１１に流入することが電気絶縁層７５ａにより更に抑えられ、結果としてクロストークがほぼ完全に抑えられる。
【０１１０】
以上、実施の形態を挙げて本発明の光電変換デバイスについて説明したが、前述のように、本発明はこれらの形態に限定されるものではない。例えば、各構成部材の材料は、作製しようとする光電変換デバイスに求められる性能や当該光電変換デバイスの用途などに応じて適宜選定可能である。
【０１１１】
例えば、有機光電変換素子が配置される基板としては、所望の機械的強度および熱的強度を有する無機材料製または有機材料製のものが適宜選定され、当該基板の一主面を光入射面として利用する場合には透明基板が用いられる。基板は電気絶縁性を有していることが好ましいが、光電変換デバイスの動作を妨げない範囲で、あるいは光電変換デバイスの用途によっては、導電性を有していてもよい。
【０１１２】
このような基板の材料としては、（１）ソーダ石英ガラス、バリウム・ストロンチウム含有ガラス、鉛ガラス、アルミノケイ酸ガラス、ホウケイ酸ガラス、バリウムホウケイ酸ガラス、石英ガラス、無アルカリガラス、フッ化物ガラスなどの無機ガラス、（２）ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート、ポリメチルメタクリレート、ポリエーテルスルフォン、ポリフッ化ビニル、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリアクリレート、非晶質ポリオレフィン、フッ素系樹脂などの有機高分子化合物、（３）Ａｓ2Ｓ3、Ａｓ40Ｓ10、Ｓ40Ｇｅ10などのカルコゲナイドガラス、（４）酸化亜鉛、酸化ニオブ、酸化タンタル、酸化ケイ素、酸化ハフニウム、酸化チタンなどの金属酸化物および窒化ケイ素などの金属窒化物、（５）顔料などにより着色された透明基板材料、および（６）表面に絶縁処理を施した金属材料、などを用いることができる。さらには、特定波長のみを透過する材料や、光−光変換機能により入射光を特定の波長の光に変換する材料などを用いることもできる。基板は、単層構造とする他に、複数の基板材料が積層された積層構造とすることもできる。
【０１１３】
また、カラーフィルタを設ける場合、当該カラーフィルタは、例えば透明基板上に配置された原色系または補色系の複数種のフィルタにより構成される。原色系のカラーフィルタは、赤、緑、および青の３原色のフィルタによって構成する他に、第４の色、例えばオレンジのフィルタを加えた４色のフィルタによって構成することもできる。カラーフィルタは、例えば所望の染料や顔料などの色材で着色された有機組成物（例えばカラーレジン）により形成した層をフォトリソグラフィ法により所定形状にパターニングすることで形成される。また、色材で着色された所望の有機組成物を印刷法、インクジェット法、蒸着法などの方法で所定パターンに塗工したり、電着法により所定箇所に堆積させたりすることでも形成することができる。カラーフィルタを構成する各色のフィルタの配置は、図１に示した配置に限定されるものではなく、適宜選定可能である。
【０１１４】
カラーフィルタを覆う保護膜は、耐熱性および耐溶剤性に優れている他に、平坦性、密着性、透明性、耐光性、耐熱変色性、保存安定性などにも優れているものであることが好ましく、このような保護膜の原料としては、例えばアクリル系、エポキシ系、ポリイミド系、シロキサン系、アルキル系などの光硬化性または熱硬化性の樹脂組成物などが用いられる。光硬化性または熱硬化性の樹脂組成物を用いて保護膜を形成する場合には、当該樹脂組成物をスピンコート法などの方法で塗工して塗膜を形成した後、この塗膜に所定波長域の光を照射して半硬化させてから所定形状にパターニングするか、または熱処理を施して半硬化させてから所定形状にパターニングし、その後、光照射または熱処理により完全に硬化させる。
【０１１５】
有機光電変換素子を構成する第１電極を透明電極とする場合、その材料としては、（１）インジウムスズ酸化物（ＩＴＯ；塗布型ＩＴＯを含む。）、酸化スズ、酸化亜鉛、インジウム亜鉛酸化物、アンチモンドープ酸化スズ、アルミニウムドープ酸化亜鉛などの透明導電性酸化物、（２）アルミニウム、銅、チタン、銀などの薄膜や、これらの金属の混合薄膜、積層薄膜といった金属薄膜、（３）ポリピロール、ポリエチレンジオキシチオフェン（以下、「ＰＥＤＯＴ」と略記する。）、ポリフェニレンビニレン（以下、「ＰＰＶ」と略記する。）、ポリフルオレンなどの導電性高分子化合物、などを用いることができる。透明電極は、単層構造とすることもできるし、積層構造とすることもできる。
【０１１６】
透明電極の形成は、例えば、該透明電極の元となる膜をその材料に応じて真空蒸着法、抵抗加熱蒸着法、電子ビーム蒸着法、スパッタ法などの物理的気相蒸着法、あるいは各種の重合法（電界重合法など）などにより形成した後、当該膜をリソグラフィ法（フォトリソグラフィ法、電子線リソグラフィ法など）とエッチング法とを利用して所定形状にパターニングすることで行われる。所定形状のマスクを用いた物理的気相蒸着法や重合法により所望形状の透明電極を直接形成することも可能である。
【０１１７】
透明電極は、十分な導電性を持たせるために、あるいは透明基板表面の凹凸に起因する有機光電変換部への不均一な光入射を防ぐために、１ｎｍ以上の厚さにすることが望ましい。また、十分な透明性を持たせるために５００ｎｍ以下の厚さにすることが望ましい。
【０１１８】
必要に応じて、有機光電変換材料の１つである後述の電子供与性材料よりも低い仕事関数を有すると共に透明電極よりも高い仕事関数を有する物質からなる正極バッファ層を、透明電極と有機光電変換部との間に介在させることもできる。
【０１１９】
なお、第１電極を透明電極とするか否かに拘わらず、該第１電極の平面形状は四角形に限定されるものではなく、四角形以外の多角形や楕円形（円形を含む。）など、所望の形状とすることができる。
【０１２０】
有機光電変化層は、例えば電子供与性材料と電子受容性材料とを用いて形成される。このとき、電子供与性材料としては、（１）フェニレンビニレンおよびその誘導体、フルオレンおよびその誘導体（骨格にキノリン基またはピリジン基を有するフルオレン系コポリマー（Ｐ０Ｆ６６、Ｐ１Ｆ６６、ＰＦＰＶなど）など）、フルオレン含有アリールアミンポリマー、カルバゾールおよびその誘導体、インドールおよびその誘導体、ピレンおよびその誘導体、ピロールおよびその誘導体、ピコリンおよびその誘導体、チオフェンおよびその誘導体、アセチレンおよびその誘導体、ジアセチレンおよびその誘導体などの重合体ならびにその誘導体、（２）デンドリマーとして総称される一群の高分子材料、（３）ポルフィン、テトラフェニルポルフィン銅、フタロシアニン、銅フタロシアニン、チタニウムフタロシアニンオキサイドなどのポリフィリン化合物、（４）１，１−ビス（４−（ジ−ｐ−トリルアミノ）フェニル）シクロヘキサン、４，４’，４”−トリメチルトリフェニルアミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラキス（ｐ−トリル）−ｐ−フェニレンジアミン、１−（Ｎ，Ｎ−ジ−ｐ−トリルアミノ）ナフタレン、４，４’−ビス（ジメチルアミノ）−２，２’−ジメチルトリフェニルメタン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラフェニル−４，４’−ジアミノビフェニル、Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ジ−ｍ−トリル−４，４’−ジアミノビフェニル、Ｎ−フェニルカルバゾールなどの芳香族第三級アミン、（５）４−ジ−ｐ−トリルアミノスチルベン、４−（ジ−ｐ−トリルアミノ）−４’−（４−（ジ−ｐ−トリルアミノ）スチリル）スチルベンなどのスチルベン化合物、などを用いることができる。
【０１２１】
さらには、トリアゾールおよびその誘導体、オキサジアゾールおよびその誘導体、イミダゾールおよびその誘導体、ポリアリールアルカンおよびその誘導体、ピラゾリンおよびその誘導体、ピラゾロンおよびその誘導体、フェニレンジアミンおよびその誘導体、アリールアミンおよびその誘導体、アミノ置換カルコンおよびその誘導体、オキサゾールおよびその誘導体、スチリルアントラセンおよびその誘導体、フルオレノンおよびその誘導体、ヒドラゾンおよびその誘導体体、シラザンおよびその誘導体、ポリシラン系アニリン系共重合体、スチリルアミン化合物、芳香族ジメチリディン系化合物、ポリ３−メチルチオフェンなども用いることができる。なお、電子供与性材料は、化学的に修飾して吸収波長特性を調整することも可能である。
【０１２２】
また、上述の電子受容性材料としては、上述した電子供与性材料と同様の低分子および高分子材料の他に、次の（ｉ）〜（ｖｉ）の化合物を繰り返し単位とする重合体、すなわち（ｉ）１，３−ビス（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル−１，３，４−オキサジアゾリル）フェニレンなどのオキサジアゾールおよびその誘導体、（ｉｉ）フルオレンおよびその誘導体、（ｉｉｉ）  アントラキノジメタンおよびその誘導体、（ｉｖ）ジフェニルキノンおよびその誘導体、（ｖ）フラーレンおよびその誘導体（［５，６］−フェニル  Ｃ６１  酪酸メチルエステル、［６，６］−フェニル  Ｃ６１  酪酸メチルエステルなど）、（ｖｉ）カーボンナノチューブおよびその誘導体などを繰り返し単位とする重合体や、上記（ｉ）〜（ｖｉ）の化合物と他のモノマーとの共重合体などが用いられる。さらには、デンドリマーとして総称される一群の高分子材料を用いることもできる。なお、電子受容性材料は、化学的に修飾して吸収波長特性を調整することも可能である。
【０１２３】
有機光電変換層の形成は、使用する材料に応じて、例えば真空蒸着法やスパッタリング法などの真空プロセスやスピンコート法、ディッピング法、インクジェット法などのウェットプロセスにより行うことができ、ウェットプロセスにより有機光電変換層を形成した場合には、低コスト、高生産性の下に光電変換装デバイスを得ることが容易になる。
【０１２４】
電子供与性有機材料と電子受容性有機材料とを用いて有機光電変化層を形成する場合、これら電子供与性材料および電子受容性材料は、互いに混合物を形成していてもよいし、互いに分離していてもよい。
【０１２５】
図３４は、有機光電変換層の一例を概略的に示す断面図である。同図に示す有機光電変換層６では電子供与性材料Ｅｄと電子受容性材料Ｅａとが混合物状態にある。ここで、上記の「混合物」とは、液相または固相の材料を容器に入れ、必要に応じて溶剤を添加したうえで攪拌などにより混ざり合わせた状態のものをいい、これをスピンコート法やインクジェット法などで成膜したものを含む。また、電子供与性材料と電子受容性材料との混合状態は均一である必要はなく、不均一に混ざっていてもよいし、一部のみが混合物を形成していてもよい。
【０１２６】
また、図３５は、有機光電変換層の他の例を概略的に示す断面図である。同図に示す有機光電変換層６では電子供与性材料Ｅｄと電子受容性材料Ｅａとが互いに別個に層状をなす。それぞれの層は完全に分離していなくてもよく、電子供与性材料Ｅｄと電子受容性材料５ｂとの層間の一部が混合状態であってもよい。電子供与性材料Ｅｄからなる層と電子受容性材料Ｅａからなる層とを完全に分離させようとする場合には、例えば、電子供与性材料Ｅｄからなる層と電子受容性材料Ｅａからなる層とをそれぞれ別個に成膜する。
【０１２７】
電子供与性材料Ｅｄと電子受容性材料Ｅａとが互いに混合物を形成していても互いに分離していても、有機光電変換層６で生じたキャリアのうちの電子は電子受容性材料Ｅａを通じて第２電極７ａへ移動し、正孔は電子供与性有機材料Ｅｄを通じて第１電極５へと移動する。
【０１２８】
有機光電変換素子を構成する第２電極の材料としては、有機光電変換部で生じた電子を効率よく取り出すことができる材料が好ましく、アルミニウム、インジウム、マグネシウム、チタン、銀、カルシウム、ストロンチウムなどの金属や、これらの金属を含有した合金、あるいは前記の金属を含有した導電性の酸化物もしくはフッ化物などが用いられる。有機光電変換部での光電変換効率を高めるうえからは、光電変換に寄与することなく第２電極に達した光を再び有機光電変換部へ供給して光電変換に寄与させることができるように、光反射率の高い材料によって第２電極を形成することが好ましい。
【０１２９】
前述した第１電極と同様に、第２電極は単層構造とすることもできるし、積層構造とすることもできる。第２電極の形成は、例えば抵抗加熱蒸着法、電子ビーム蒸着法、スパッタ法などの物理的気相蒸着法により行うことができる。
【０１３０】
必要に応じて、フッ化リチウムをはじめとする金属フッ化物や金属酸化物など、有機光電変換層を構成する電子受容性材料よりも高い仕事関数を有すると共に第２電極よりも低い仕事関数を有する物質からなる負極バッファ層を、第２電極と有機光電変換部との間に介在させることもできる。
【０１３１】
信号読み出し用の配線は、前述した第１電極と同じ材料によって形成することもできるし、第２電極と同じ材料によって形成することもできるし、導電性の遮光層を設ける場合には当該遮光層と同じ材料によって形成することもできる。さらには、他の導電性材料、例えば金により形成することもできる。また、複数種の導電性材料の混合物や、各層が互いに異なる導電性材料からなる積層物によって当該配線を形成することもできる。この配線を他の部材（第１電極、第２電極、または遮光層）と同じ材料によって形成する場合には、当該配線の一部または全部を上記の部材と一緒に形成してもよし、別々に形成してもよい。
【０１３２】
遮光層を設ける場合、当該遮光層は、前述のようにカーボンなどの色材を含有した有機高分子材料や、光反射性もしくは光吸収性に優れたクロム（Ｃｒ）、アルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）、ニッケル（Ｎｉ）、タンタル（Ｔａ）、タングステン（Ｗ）などの金属、あるいは黒鉛などの炭素系材料などによって形成される。また、赤色に着色された有機高分子材料と緑色に着色された有機高分子材料と青色に着色された有機高分子材料とを重ね合わせることで遮光層を形成することもできる。色材で着色された有機高分子材料を用いる場合、ベースとなる有機高分子材料としては、例えばポリイミド系樹脂のように耐光性、耐熱性、保存安定性などに優れた感光性または熱硬化性のものが好適に使用される。遮光層を形成するにあたっては、その材料に応じて、スパッタ法、フォトリソグラフィ法とエッチング法とを組み合わせた方法、無電界メッキ法、電着法、印刷法などの方法が適宜用いられる。
【０１３３】
クロストークを抑えるための電気絶縁層を設ける場合、当該電気絶縁層の材料としては、ポリイミド系樹脂などの有機高分子材料や、シリコン窒化物などの無機物を用いることができるが、そのシート抵抗は１×１０12Ω□（オームスクェア）以上であることが好ましい。有機高分子材料により電気絶縁層を形成する際の生産性を考慮すると、当該有機高分子材料としては、熱硬化性樹脂よりも感光性樹脂が好ましい。また、上記の無機物としては、シリコン原子を含んだ化合物が好適に用いられる。
【０１３４】
本発明の光電変換デバイスに信号読出し手段を設ける場合、その数は有機光電変換素子の数に応じて、１以上の所望数とすることができる。信号読出し手段を幾つ設けるかは、有機光電変換素子の総数や信号読出し手段の製造コストなどを考慮して適宜選定される。
【０１３５】
図３６は、複数の信号読出し手段を備えた光電変換デバイスの一例を概略的に示す斜視図であり、図３７は、図３６に示した光電変換デバイスの一部切り欠き斜視図である。これらの図に示す光電変換デバイス９０では、３行３列に亘って配置された有機光電変換素子８を１ユニットとして、１つのユニットに１つの信号読出し手段１２が配置されている。なお、図３６または図３７に示した構成要素については図１を参照して既に説明しているので、これらの構成要素については図１で用いた参照符号と同じ参照符号を付してその説明を省略する。
【０１３６】
有機光電変換素子の素子寿命が長い光電変換デバイスを得るうえからは、各有機光電変換素子を覆うようにして封止部を設け、該封止部により各有機光電変換素子への酸素や水分の侵入を抑制することが好ましい。例えば各有機光電変換素子を覆うようにして極浅い箱状のガラス容器を被せ、該ガラス容器を光硬化型接着剤などで基板に固着させることによって封止部を形成することができる。また、各有機光電変換素子を覆うようにして酸化ケイ素、酸窒化ケイ素、酸化アルミニウム、窒化ケイ素、フッ化リチウムなどからなる無機膜やゾル−ゲル法によるガラス膜、あるいは熱硬化性樹脂、光硬化性樹脂、封止効果のあるシラン系高分子材料などからなる有機膜を基板上に成膜することによっても、封止部を形成することができる。さらには、各有機光電変換素子を覆うようにして平板状のガラス板を接着剤により固着させることによっても封止部を形成することができる。
【０１３７】
図３８は、封止部を備えた光電変換デバイスの一例を概略的に示す断面図である。同図に示す光電変換デバイス１００では、各有機光電変換素子８を覆うようにして極浅い箱状のガラス容器９３を被せ、このガラス容器９３を接着剤（図示せず。）で基板２に固着させることによって封止部９５が形成されている。光電変換デバイス１００における他の構成は図１に示した光電変換デバイス２０と同様であるので、図３８に示した構成要素のうちで図１に示した構成要素と共通するものについては、図１で用いた参照符号と同じ参照符号を付してその説明を省略する。
【０１３８】
実施の形態１〜４で説明した各光電変換デバイスは、基板における一主面を光入射面として利用するものであるが、基板が設けられている側とは反対の側を光入射面として利用する構成もあり得る。この場合、遮光層および電気絶縁層それぞれの位置は、前述のクロストークが抑えられるように適宜変更される。
【０１３９】
本発明の光電変換デバイスについては、上述した以外にも種々の変形、修飾、組合せなどが可能である。以下、本発明の具体的な内容について、実施例を挙げて説明する。
【実施例】
【０１４０】
（実施例１）
まず、基板として無アルカリガラス板を用意し、酸化性ガス雰囲気中でのＤＣスパッタにより当該無アルカリガラス板上に酸化クロム膜を形成した。次に、この酸化クロム膜上に所定形状のエッチングマスクを形成した後、当該酸化クロム膜をウェットエッチングによりパターニングして所定形状の遮光層とした。この遮光層は、その膜厚が０．１〜０．２μｍのときの光学濃度が４．０以上（遮光率９９．９９以上）のものである。
【０１４１】
次いで、赤色のカラーレジンを上記の無アルカリガラス板上に塗布して塗膜を形成し、該塗膜を１００℃で仮焼成した後にフォトマスクを介して露光し、現像を行って、ストライプ状にパターニングされた膜厚２μｍの赤色カラーレジン層を得た。同様にして、ストライプ状にパターニングされた膜厚２μｍの緑色カラーレジン層と膜厚２μｍの青色カラーレジン層とを得た後、これら赤色、緑色、および青色の各カラーレジン層を本焼成して、赤色フィルタと緑色フィルタと青色フィルタとからなるカラーフィルタを得た。
【０１４２】
次に、上記のカラーフィルタを覆うようにして熱硬化性樹脂組成物をスピンコート法により塗布して塗膜を形成し、この塗膜を乾燥させてから当該塗膜上に所定形状のフォトマスクを形成した。そして、このフォトマスクを用いて上記乾燥後の塗膜を選択的に露光してから現像を行い、２００℃で焼成して、上記のカラーフィルタの上面および側面を覆う膜厚（カラーフィルタ上での膜厚）２μｍの保護膜を得た。
【０１４３】
この保護膜上および無アルカリガラス板の露出面上にスパッタ法により膜厚１６０ｎｍのＩＴＯ膜を成膜した後、該ＩＴＯ膜上にスピンコート法によりレジスト材（東京応化社製のＯＦＰＲ−８００（商品名））を塗布して膜厚１０μｍのレジスト膜を形成し、このレジスト膜に選択的な露光および現像を施して所定形状のレジストパターンを得た。そして、該レジストパターンまで形成した無アルカリガラス板を液温６０℃の５０％塩酸水溶液中に浸漬して、レジストパターンが形成されていない部分のＩＴＯ膜をエッチングにより除去した。
【０１４４】
この後、上記のレジストパターンを除去して、３行７５００列に亘ってマトリックス状に配置された多数のＩＴＯ電極と、個々のＩＴＯ電極に１つずつ電気的に接続された信号読み出し用の配線と得た。上記の各ＩＴＯ電極は、有機光電変換素子での第１電極として利用される。
【０１４５】
ＩＴＯ電極まで形成した無アルカリガラス板に、純水による１０分間の超音波洗浄、界面活性剤（米国オーカイト社製のＰＤ−６（商品名））による５分間の超音波洗浄、および純水による１０分間の超音波洗浄をこの順番で順次施した後、無アルカリガラス板に付着している水分を窒素ブロアーで除去した。
【０１４６】
次に、ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）とポリスチレンスルフォネートとの混合物を目開き０．４５μｍのフィルタを通して無アルカリガラス板上に滴下し、スピンコート法によって均一に塗布した。これを２００℃のクリーンオーブン中で３０分間加熱することで、上記の各ＩＴＯ電極を覆う正極バッファ層を形成した。
【０１４７】
次いで、ポリ（２−メトキシ−５−（２’−エチルヘキシルオキシ）−１，４−フェニレンビニレン）と［５，６］−フェニル  Ｃ６１  酪酸メチルエステルとを１：４の重量比で含有するクロロベンゼン溶液をスピンコート法により上記の正極側バッファ層上に塗布し、１００℃のクリーンオーブン中で３０分間加熱処理して、ＩＴＯ電極の各々を覆う厚さ約１００ｎｍの有機光電変換層を形成した。
【０１４８】
続いて、０．２７ｍＰａ（２×１０-6Ｔｏｒｒ）以下の真空度にまで減圧した抵抗加熱蒸着装置内にて、負極バッファ層としての膜厚２ｎｍのフッ化リチウム膜と膜厚約１００ｎｍのアルミニウム膜とを有機光電変換層上にこの順番で順次成膜した。アルミニウム膜まで形成することにより、第１電極（ＩＴＯ膜）と、正極バッファ層と、有機光電変換層の一領域からなる有機光電変換部と、負極バッファ層と、アルミニウム膜の一領域からなる第２電極とを備えた多数の有機光電変換素子が３行７５００列に亘ってマトリックス状に形成された。
【０１４９】
この後、ガラス製の極浅い箱状物を用意し、各有機光電変換素子を覆うようにして当該箱状物をエポキシ系の光硬化型接着剤により無アルカリガラス板上に固着させて封止部を形成してから、信号読み出し用の各配線が所定の信号読出し手段に接続されるようにして、計４つの信号読出し手段を無アルカリガラス板上に異方性導電フィルムを介して実装した。個々の信号読出し手段は、所定の集積回路が形成された半導体ベアチップからなる。
【０１５０】
このようにして信号読出し手段の実装まで行うことにより、目的とする光電変換デバイスが得られた。この光電変換装デバイスは、図３６および図３７に示した光電変換デバイス９０に図３８に示した封止部９５を設けた構造を有している。
【０１５１】
この光電変換デバイスは、各第１電極を覆うようにして配置された有機光電変換層における互いに別個の一領域を個々の有機光電変換素子での有機光電変換部として利用するものであるので、個々の有機光電変化素子を容易に微細化することができると共にその形状精度や位置精度を比較的容易に高くすることができる。また、全ての有機光電変換素子を平面視上取り囲むようにして、かつ個々の有機光電変換素子を平面視上取り囲むようにして遮光層を配置しているので、有機光電変換素子として設計した領域以外の箇所での光電変換が抑えられてクロストークも抑えられる。これらの結果として、当該光電変換デバイスでは高解像度化を図り易い。
【０１５２】
（実施例２）
遮光層を形成しない以外は実施例１における条件と同じ条件の下に無アルカリガラス板上にカラーフィルタ、保護膜、および第１電極（ＩＴＯ電極）をこの順番で形成した後、各第１電極を覆うようにしてポリイミド系の光硬化性樹脂組成物をスピンコート法により塗布して塗膜を形成した。この塗膜を１２０℃でプリベークしてから所定形状のフォトマスクを用いて露光し、その後に現像処理および２６０℃でのポストベークを施して、第１電極の全てを取り囲むと共に個々の第１電極を取り囲む電気絶縁層を得た。
【０１５３】
この後、実施例１における条件と同じ条件の下に正極バッファ層、有機光電変換層、負極バッファ層、第２電極、封止部、および信号読出し手段の実装をこの順番で順次行って、図２０に示した光電変換デバイス３０Ｄに封止部と信号読出し手段とを更に付加した構造を有する光電変換デバイスを得た。当該光電変換デバイスでは、各第１電極を覆うようにして１つの有機光電変換層を形成し、上述の電気絶縁層を設けることでクロストークを抑えているので、高解像度化を図り易い。
【０１５４】
（実施例３）
実施例２における条件と同じ条件の下に無アルカリガラス板上にカラーフィルタ、保護膜、第１電極（ＩＴＯ電極）および電気絶縁層をこの順番で形成した後、前記の電気絶縁層上に実施例１における条件と同じ条件の下に遮光層を形成した。上記の電気絶縁層は第１電極の全てを取り囲むと共に個々の第１電極を取り囲み、上記の遮光層は第１電極の全てを平面視上取り囲むと共に個々の第１電極を平面視上取り囲む。
【０１５５】
この後、実施例１における条件と同じ条件の下に正極バッファ層、有機光電変換層、負極バッファ層、第２電極、封止部、および信号読出し手段の実装をこの順番で順次行って、図２３に示した光電変換デバイス５０Ｃに封止部と信号読出し手段とを更に付加した構造を有する光電変換デバイスを得た。当該光電変換デバイスでは、各第１電極を覆うようにして１つの有機光電変換層を形成し、上述の電気絶縁層と遮光層とを設けることでクロストークを抑えているので、高解像度化を図り易い。
【産業上の利用可能性】
【０１５６】
本発明の光電変換デバイスは、有機光電変換素子を用いたものであるので低コスト化を図り易く、かつクロストークを抑えて高解像度化を容易にしたものであるので、ファクシミリやイメージスキャナなどの画像読取り装置を安価に作製するうえで有用である。
【図面の簡単な説明】
【０１５７】
【図１】本発明の光電変換デバイスの一例を概略的に示す断面図
【図２】図１に示した光電変換デバイスにおける各有機光電変換素子と遮光層との平面配置を示す概略図
【図３】本発明の光電変換デバイスにおける遮光層の形状および配置形態の他の例を概略的に示す断面図
【図４】本発明の光電変換デバイスにおける遮光層の形状および配置形態の更に他の例を概略的に示す断面図
【図５】本発明の光電変換デバイスにおける遮光層の形状および配置形態の更に他の例を概略的に示す断面図
【図６】本発明の光電変換デバイスにおける遮光層の形状および配置形態の更に他の例を概略的に示す断面図
【図７】本発明の光電変換デバイスにおける遮光層の形状および配置形態の更に他の例を概略的に示す断面図
【図８】本発明の光電変換デバイスにおける遮光層の形状および配置形態の更に他の例を概略的に示す断面図
【図９】本発明の光電変換デバイスにおける遮光層の形状および配置形態の更に他の例を概略的に示す断面図
【図１０】本発明の光電変換デバイスにおける遮光層の形状および配置形態の更に他の例を概略的に示す断面図
【図１１】本発明の光電変換デバイスにおける遮光層の形状および配置形態の更に他の例を概略的に示す断面図
【図１２】本発明の光電変換デバイスにおける遮光層の形状および配置形態の更に他の例を概略的に示す断面図
【図１３】本発明の光電変換デバイスにおける遮光層の形状および配置形態の更に他の例を概略的に示す断面図
【図１４】本発明の光電変換デバイスにおける遮光層の形状および配置形態の更に他の例を概略的に示す断面図
【図１５】本発明の光電変換デバイスのうちで遮光層に代えて電気絶縁層を有するもの一例を概略的に示す断面図
【図１６】図１５に示した光電変換デバイスにおける各第１電極と電気絶縁層との平面配置を示す概略図
【図１７】本発明の光電変換デバイスにおける電気絶縁層の形状および配置形態の他の例を概略的に示す断面図
【図１８】本発明の光電変換デバイスにおける電気絶縁層の形状および配置形態の更に他の例を概略的に示す断面図
【図１９】本発明の光電変換デバイスにおける電気絶縁層の形状および配置形態の更に他の例を概略的に示す断面図
【図２０】本発明の光電変換デバイスにおける電気絶縁層の形状および配置形態の更に他の例を概略的に示す断面図
【図２１】本発明の光電変換デバイスのうちで遮光層と電気絶縁層とを有するものの一例を概略的に示す断面図
【図２２】本発明の光電変換デバイスのうちで遮光層と電気絶縁層とを有するものの他の例を概略的に示す断面図
【図２３】本発明の光電変換デバイスのうちで遮光層と電気絶縁層とを有するものの更に他の例を概略的に示す断面図
【図２４】本発明の光電変換デバイスのうちで遮光層と電気絶縁層とを有するものの更に他の例を概略的に示す断面図
【図２５】本発明の光電変換デバイスのうちで遮光層と電気絶縁層とを有するものの更に他の例を概略的に示す断面図
【図２６】本発明の光電変換デバイスのうちで信号読み出し用の配線上に配置された遮光層を有するものの一例を概略的に示す断面図
【図２７】図２６に示した光電変換デバイスでの有機光電変換素子と遮光層との平面配置を示す概略図
【図２８】本発明の光電変換デバイスのうちで信号読み出し用の配線上に配置された遮光層を有するものの他の例を概略的に示す断面図
【図２９】図２８に示した光電変換デバイスでの有機光電変換素子と遮光層との平面配置を示す概略図
【図３０】本発明の光電変換デバイスのうちで信号読み出し用の配線上に配置された電気絶縁層を有するものの一例を概略的に示す断面図
【図３１】図３０に示した光電変換デバイスでの有機光電変換素子と電気絶縁層との平面配置を示す概略図
【図３２】本発明の光電変換デバイスのうちで信号読み出し用の配線上に配置された電気絶縁層を有するものの他の例を概略的に示す断面図
【図３３】図３２に示した光電変換デバイスでの有機光電変換素子と電気絶縁層との平面配置を示す概略図
【図３４】本発明の光電変換デバイスを構成する有機光電変換層の一例を概略的に示す断面図
【図３５】本発明の光電変換デバイスを構成する有機光電変換層の他の例を概略的に示す断面図
【図３６】本発明の光電変換デバイスのうちで複数の信号読出し手段を備えたものの一例を概略的に示す斜視図
【図３７】図３６に示した光電変換デバイスの一部切り欠き斜視図
【図３８】本発明の光電変換デバイスのうちで封止部を備えた光電変換デバイスの一例を概略的に示す断面図
【符号の説明】
【０１５８】
１    入射光
２    基板
３    カラーフィルタ
５    第１電極
６    有機光電変換層
６ａ    有機光電変換部
７    電極膜
７ａ    第２電極
８    有機光電変換素子
９，９ａ〜９ｊ    遮光層
１１    信号読み出し用の配線
１２    信号読出し手段
２０，２０Ａ〜２０Ｊ    光電変換デバイス
２５ａ〜２５ｄ    電気絶縁層
３０Ａ〜３０Ｄ    光電変換デバイス
４５ａ〜４５ｅ    電気絶縁層
４９ａ〜４９ｅ    遮光層
５０Ａ〜５０Ｅ    光電変換デバイス
６９ａ，６９ｂ    遮光層
７０Ａ，７０Ｂ    光電変換デバイス
７５ａ，７５ｂ    電気絶縁層
８０Ａ，８０Ｂ    光電変換デバイス
９０，１００    光電変換デバイス
９５    封止部
Ｅａ    電子受容性材料
Ｅｄ    電子供与性材料
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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