(57)【要約】      （修正有）【課題】積層が容易で量子効率が高い光電変換素子を提供する。【解決手段】  少なくとも一つの電子輸送性を有する有機材料と少なくとも一つのホール輸送性を持つ材料を有する光電変換素子において、該電子輸送性を有する有機材料のイオン化ポテンシャルが５．５ｅＶよりも大きい光電変換素子。【選択図】    図１
2005311329.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも一つの電子輸送性を有する有機材料及び少なくとも一つのホール輸送性を持つ材料を有する光電変換素子において、該電子輸送性を有する有機材料のイオン化ポテンシャルが５．５ｅＶよりも大きいことを特徴とする光電変換素子。
【請求項２】
少なくとも一つの電子輸送性を有する有機材料及び少なくとも一つのホール輸送性を持つ材料を有する光電変換素子において、該電子輸送性を有する有機材料のイオン化ポテンシャルが該ホール輸送性を持つ材料の最も高い準位にある電子を真空無限遠点まで取り出すのに必要なエネルギーよりも大きいことを特徴とする光電変換素子。
【請求項３】
該ホール輸送性を持つ材料がホール輸送性を持つ有機材料であり、該真空無限遠点まで取り出すのに必要なエネルギーがイオン化ポテンシャルであることを特徴とする請求項２に記載の光電変換素子。
【請求項４】
該電子輸送性を有する有機材料のイオン化ポテンシャルが６．０ｅＶよりも大きいことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の光電変換素子。
【請求項５】
該電子輸送性を有する有機材料が下記一般式（Ｉ）で表される化合物であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の光電変換素子。
【化１】
2005311329.tif 000084
（式中、Ａは二つ以上の芳香族ヘテロ環が縮合したヘテロ環基を表し、Ａで表されるヘテロ環基は同一または異なってもよい。ｍは２以上の整数を表す。Ｌは連結基を表す。）
【請求項６】
該電子輸送性を有する有機材料が下記一般式（II）で表される化合物であることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の光電変換素子。
【化２】
2005311329.tif 000085
（式中、Ｂは二つ以上の５員環および／または６員環の芳香族ヘテロ環が縮合したヘテロ環基を表し、Ｂで表されるヘテロ環基は同一または異なってもよい。ｍは２以上の整数を表す。Ｌは連結基を表す。）
【請求項７】
該電子輸送性を有する有機材料が下記一般式（III）で表される化合物であることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の光電変換素子。
【化３】
2005311329.tif 000086
（式中、ＸはＯ、Ｓ、Ｓｅ、ＴｅまたはＮ−Ｒを表す。Ｒは水素原子、脂肪族炭化水素基、アリール基またはヘテロ環基を表す。Ｑ3は芳香族ヘテロ環を形成するに必要な原子群を表す。ｍは２以上の整数を表す。Ｌは連結基を表す。）
【請求項８】
該電子輸送性を有する有機材料が下記一般式（IV）で表される化合物であることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の光電変換素子。
【化４】
2005311329.tif 000087
（式中、ＸはＯ、Ｓ、Ｓｅ、ＴｅまたはＮ−Ｒを表す。Ｒは水素原子、脂肪族炭化水素基、アリール基またはヘテロ環基を表す。Ｑ4は含窒素芳香族ヘテロ環を形成するに必要な原子群を表す。ｍは２以上の整数を表す。Ｌは連結基を表す。）
【請求項９】
該電子輸送性を有する有機材料が下記一般式（Ｖ）で表される化合物であることを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の光電変換素子。
【化５】
2005311329.tif 000088
（式中、Ｘ5はＯ、ＳまたはＮ−Ｒを表す。Ｒは水素原子、脂肪族炭化水素基、アリール
基またはヘテロ環基を表す。Ｑ5は６員の含窒素芳香族ヘテロ環を形成するに必要な原子
群を表す。ｍは２以上の整数を表す。Ｌは連結基を表す。）
【請求項１０】
該電子輸送性を有する有機材料が下記一般式（VI）で表される化合物であることを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載の光電変換素子。
【化６】
2005311329.tif 000089
（式中、Ｘ6はＯ、ＳまたはＮ−Ｒを表す。Ｒは水素原子、脂肪族炭化水素基、アリール基またはヘテロ環基を表す。Ｑ6は６員の含窒素芳香族ヘテロ環を形成するに必要な原子群を表す。ｎは２ないし８の整数を表す。Ｌは連結基を表す。）
【請求項１１】
該電子輸送性を有する有機材料が下記一般式（VII）で表される化合物であることを特徴とする請求項１〜１０のいずれかに記載の光電変換素子。
【化７】
2005311329.tif 000090
（式中、Ｒは水素原子、脂肪族炭化水素基、アリール基またはヘテロ環基を表す。Ｑ7は６員の含窒素芳香族ヘテロ環を形成するに必要な原子群を表す。ｎは２ないし８の整数を表す。Ｌは連結基を表す。）
【請求項１２】
該電子輸送性を有する有機材料が下記一般式（VIII）で表される化合物であることを特徴とする請求項１〜１１のいずれかに記載の光電変換素子。
【化８】
2005311329.tif 000091
（式中、Ｑ81、Ｑ82およびはＱ83は、それぞれ６員の含窒素芳香族ヘテロ環を形成するに必要な原子群を表す。Ｒ81、Ｒ82およびＲ83は、それぞれ水素原子、脂肪族炭化水素基、アリール基またはヘテロ環基を表す。Ｌ1 、Ｌ2 およびＬ3は、それぞれ連結基を表す。Ｙは窒素原子または１，３，５−ベンゼントリイル基を表す。）
【請求項１３】
該電子輸送性を有する有機材料が下記一般式（IX）で表されることを特徴とする請求項１〜１２のいずれかに記載の光電変換素子。
【化９】
2005311329.tif 000092
（式中、Ｑ91、Ｑ92およびはＱ93は、それぞれ６員の含窒素芳香族ヘテロ環を形成するに必要な原子群を表す。Ｒ91、Ｒ92およびＲ93は、それぞれ水素原子、脂肪族炭化水素基、アリール基またはヘテロ環基を表す。）
【請求項１４】
該電子輸送性を有する有機材料が下記一般式（Ｘ）で表されることを特徴とする請求項１〜１３のいずれかに記載の光電変換素子。
【化１０】
2005311329.tif 000093
（式中、Ｒ101 、Ｒ102 およびＲ103 は、それぞれ水素原子、脂肪族炭化水素基、アリール基またはヘテロ環基を表す。Ｒ104 、Ｒ105 およびＲ106 は、それぞれ置換基を表す。ｐ1 、ｐ2 およびｐ3 は、それぞれ０ないし３の整数を表す。ｐ1 、ｐ2 およびｐ3が２以上のときは Ｒ104 、Ｒ105 およびＲ106 は、それぞれが同じであっても異なっていてもよい。）
【請求項１５】
該電子輸送性を有する有機材料が下記一般式（ＸＩ）で表される化合物であることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の光電変換素子。
【化１１】
2005311329.tif 000094
（式中、Ｑ3 は芳香族ヘテロ環を形成するに必要な原子群を表す。Ｒ11は水素原子または置換基を表す。ｍは２以上の整数を表す。Ｌは連結基を表す。）
【請求項１６】
該電子輸送性を有する有機材料および／またはホール輸送性材料が真空製膜により作成されたことを特徴とする請求項１〜１５のいずれかに記載の光電変換素子。
【請求項１７】
請求項１〜１６のいずれかに記載の光電変換素子を用いて作成されたことを特徴とする撮像素子。
【請求項１８】
該光電変換素子が少なくとも一つの光電変換素子を持つＳｉ基板上に作成されたことを特徴とする請求項１７に記載の撮像素子。
【請求項１９】
請求項１〜１６のいずれかに記載の光電変換素子を基板上に少なくとも二つ積層したことを特徴とする撮像素子。
【請求項２０】
請求項１〜１６のいずれかに記載の光電変換素子を基板上に少なくとも三つ積層したことを特徴とする撮像素子。
【請求項２１】
該少なくとも３つの光電変換素子が青色光電変換素子、緑色光電変換素子、赤色光電変換素子からなることを特徴とする請求項２０に記載の撮像素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光電変換素子及び撮像素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
光を電気信号に変換する光電変換素子は撮像素子の基本素子として非常に重要な役割を持ち、撮像素子の特性を大きく左右する。撮像素子はデジタルカメラや携帯電話の普及に伴い活発に研究開発が行われ、非常に高性能化したが、光電変換素子をＳｉウェハー内に持つ従来の撮像素子は、基板内に全ての素子を作成する理由から受光面の面積は限られてしまい、光利用効率が悪い。そのため、光利用効率の高い受光部の開発が望まれていた。光利用効率の高い撮像素子の構造として、特開昭５８−１０３１６５号公報に挙げられている構造が考えられる。このように信号伝達基板上の上に光電変換素子を設けることで光利用効率は向上するが、実用にかなう高性能特性をもつ光電変換素子を作成することが非常に困難であった
【特許文献１】特開昭５８−１０３１６５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明の目的は、積層が容易で量子効率が高い光電変換素子と画素数が多く光利用効率が高い撮像素子を開発することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明の目的は、以下の手段で達成された。
（１）少なくとも一つの電子輸送性を有する有機材料と少なくとも一つのホール輸送性を持つ材料を有する光電変換素子において、該電子輸送性を有する有機材料のイオン化ポテンシャルが５．５ｅＶよりも大きいことを特徴とする光電変換素子。
（２）少なくとも一つの電子輸送性を有する有機材料と少なくとも一つのホール輸送性を持つ材料を有する光電変換素子において、該電子輸送性を有する有機材料のイオン化ポテンシャルが該ホール輸送性を持つ材料の最も高い準位にある電子を真空無限遠点まで取り出すのに必要なエネルギーよりも大きいことを特徴とする光電変換素子。
（３）  該ホール輸送性を持つ材料が、ホール輸送性を持つ有機材料であり、該真空無限遠点まで取り出すのに必要なエネルギーがイオン化ポテンシャルであることを特徴とする（２）に記載の光電変換素子。
（４）該電子輸送性を有する有機材料のイオン化ポテンシャルが６．０ｅＶよりも大きいことを特徴とする（１）〜（３）のいずれかに記載の光電変換素子。
（５）該電子輸送性を有する有機材料が下記一般式（Ｉ）で表される化合物であることを特徴とする（１）〜（４）のいずれかに記載の光電変換素子。
【０００５】
【化１】
2005311329.tif 000003
【０００６】
（式中、Ａは二つ以上の芳香族ヘテロ環が縮合したヘテロ環基を表し、Ａで表されるヘテロ環基は同一または異なってもよい。ｍは２以上の整数を表す。Ｌは連結基を表す。）
（６）該電子輸送性を有する有機材料が下記一般式（II）で表される化合物であることを特徴とする（１）〜（５）のいずれかに記載の光電変換素子。
【０００７】
【化２】
2005311329.tif 000004
【０００８】
（式中、Ｂは二つ以上の５員環および／または６員環の芳香族ヘテロ環が縮合したヘテロ環基を表し、Ｂで表されるヘテロ環基は同一または異なってもよい。ｍは２以上の整数を表す。Ｌは連結基を表す。）
（７）該電子輸送性を有する有機材料が下記一般式（III）で表される化合物であること
を特徴とする（１）〜（６）のいずれかに記載の光電変換素子。
【０００９】
【化３】
2005311329.tif 000005
【００１０】
（式中、ＸはＯ、Ｓ、Ｓｅ、ＴｅまたはＮ−Ｒを表す。Ｒは水素原子、脂肪族炭化水素基、アリール基またはヘテロ環基を表す。Ｑ3は芳香族ヘテロ環を形成するに必要な原子群を表す。ｍは２以上の整数を表す。Ｌは連結基を表す。）
（８）該電子輸送性を有する有機材料が下記一般式（IV）で表される化合物であることを特徴とする（１）〜（７）のいずれかに記載の光電変換素子。
【００１１】
【化４】
2005311329.tif 000006
【００１２】
（式中、ＸはＯ、Ｓ、Ｓｅ、ＴｅまたはＮ−Ｒを表す。Ｒは水素原子、脂肪族炭化水素基、アリール基またはヘテロ環基を表す。Ｑ4は含窒素芳香族ヘテロ環を形成するに必要な原子群を表す。ｍは２以上の整数を表す。Ｌは連結基を表す。）
（９）該電子輸送性を有する有機材料が下記一般式（Ｖ）で表される化合物であることを特徴とする（１）〜（８）のいずれかに記載の光電変換素子。
【００１３】
【化５】
2005311329.tif 000007
【００１４】
（式中、Ｘ5はＯ、ＳまたはＮ−Ｒを表す。Ｒは水素原子、脂肪族炭化水素基、アリール基またはヘテロ環基を表す。Ｑ5は６員の含窒素芳香族ヘテロ環を形成するに必要な原子群を表す。ｍは２以上の整数を表す。Ｌは連結基を表す。）
（１０）該電子輸送性を有する有機材料が下記一般式（VI）で表される化合物であることを特徴とする（１）〜（９）のいずれかに記載の光電変換素子。
【００１５】
【化６】
2005311329.tif 000008
【００１６】
（式中、Ｘ6はＯ、ＳまたはＮ−Ｒを表す。Ｒは水素原子、脂肪族炭化水素基、アリール基またはヘテロ環基を表す。Ｑ6は６員の含窒素芳香族ヘテロ環を形成するに必要な原子群を表す。ｎは２ないし８の整数を表す。Ｌは連結基を表す。）
（１１）該電子輸送性を有する有機材料が下記一般式（VII）で表される化合物であることを特徴とする（１）〜（１０）のいずれかに記載の光電変換素子。
【００１７】
【化７】
2005311329.tif 000009
【００１８】
（式中、Ｒは水素原子、脂肪族炭化水素基、アリール基またはヘテロ環基を表す。Ｑ7は６員の含窒素芳香族ヘテロ環を形成するに必要な原子群を表す。ｎは２ないし８の整数を表す。Ｌは連結基を表す。）
（１２）該電子輸送性を有する有機材料が下記一般式（VIII）で表される化合物であることを特徴とする（１）〜（１１）のいずれかに記載の光電変換素子。
【００１９】
【化８】
2005311329.tif 000010
【００２０】
（式中、Ｑ81、Ｑ82およびはＱ83は、それぞれ６員の含窒素芳香族ヘテロ環を形成するに必要な原子群を表す。Ｒ81、Ｒ82およびＲ83は、それぞれ水素原子、脂肪族炭化水素基、アリール基またはヘテロ環基を表す。Ｌ1 、Ｌ2 およびＬ3は、それぞれ連結基を表す。Ｙは窒素原子または１，３，５−ベンゼントリイル基を表す。）
（１３）該電子輸送性を有する有機材料が下記一般式（IX）で表されることを特徴とする（１）〜（１２）のいずれかに記載の光電変換素子。
【００２１】
【化９】
2005311329.tif 000011
【００２２】
（式中、Ｑ91、Ｑ92およびはＱ93は、それぞれ６員の含窒素芳香族ヘテロ環を形成するに必要な原子群を表す。Ｒ91、Ｒ92およびＲ93は、それぞれ水素原子、脂肪族炭化水素基、アリール基またはヘテロ環基を表す。）
（１４）該電子輸送性を有する有機材料が下記一般式（Ｘ）で表されることを特徴とする（１）〜（１３）のいずれかに記載の光電変換素子。
【００２３】
【化１０】
2005311329.tif 000012
【００２４】
（式中、Ｒ101 、Ｒ102 およびＲ103 は、それぞれ水素原子、脂肪族炭化水素基、アリール基またはヘテロ環基を表す。Ｒ104 、Ｒ105 およびＲ106 は、それぞれ置換基を表す。ｐ1 、ｐ2 およびｐ3 は、それぞれ０ないし３の整数を表す。ｐ1 、ｐ2 およびｐ3が２以上のときは Ｒ104 、Ｒ105 およびＲ106 は、それぞれが同じであっても異なっていてもよい。）
（１５）該電子輸送性を有する有機材料が下記一般式（ＸＩ）で表される化合物であることを特徴とする（１）〜（６）のいずれかに記載の光電変換素子。
【００２５】
【化１１】
2005311329.tif 000013
【００２６】
（式中、Ｑ3 は芳香族ヘテロ環を形成するに必要な原子群を表す。Ｒ11は水素原子または置換基を表す。ｍは２以上の整数を表す。Ｌは連結基を表す。）
（１６）  該電子輸送性を有する有機材料および／またはホール輸送性材料が真空製膜により作成されたことを特徴とする（１）〜（１５）のいずれかに記載の光電変換素子。
（１７）  （１）〜（１６）のいずれかに記載の光電変換素子を用いて作成されたことを特徴とする撮像素子。
（１８）該光電変換素子が少なくとも一つの光電変換素子を持つＳｉ基板上に作成されたことを特徴とする（１７）に記載の撮像素子
（１９）  （１）〜（１６）のいずれかに記載の光電変換素子を基板上に少なくとも二つ積層したことを特徴とする撮像素子。
（２０）  （１）〜（１６）のいずれかに記載の光電変換素子を基板上に少なくとも三つ積層したことを特徴とする撮像素子。
（２１）  該少なくとも３つの光電変換素子が青色光電変換素子、緑色光電変換素子、赤色光電変換素子からなることを特徴とする（２０）に記載の撮像素子。
【００２７】
本発明により、積層が容易で量子効率が高い光電変換素子が得られ、光電変換素子と画素数が多く光利用効率が高い撮像素子を得ることができた。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
本発明の光電変換素子は、少なくとも一つの電子輸送性を有する有機材料と少なくとも一つのホール輸送性を持つ材料を有し、該電子輸送性を有する有機材料のイオン化ポテンシャルが５．５ｅＶよりも大きいことが非常に好ましい。さらに好ましくは５．８ｅＶ以上であり、より好ましくは６．０ｅＶ以上、より好ましくは、６．２ｅＶ以上、より好ましくは６．５ｅＶ以上、さらに好ましくは６．８ｅＶ以上である。すなわち、イオン化ポテンシャルが大きい方が好ましい。なぜならホールブロック能が向上し、電荷分離効率が高くなるためである。そのため、本発明においては、該電子輸送性を有する有機材料のイオン化ポテンシャルが該ホール輸送性を持つ材料の最も高い準位にある電子を真空無限遠点まで取り出すのに必要なエネルギーよりも大きいことが望ましい。ここで言う、ホール輸送性を持つ材料の最も高い準位にある電子を真空無限遠点まで取り出すのに必要なエネルギーは、有機材料を用いる場合はイオン化ポテンシャル、金属を用いる場合は仕事関数、無機半導体を用いる場合は、価電子帯の最も高い準位としても良い。金属の例としては、例えば、Ｌｉ、Ｎａ、Ｍｇ、Ｋ、Ｃａ、Ｒｂ、Ｓｒ、Ｃｓ、Ｂａ、Ｆｒ、Ｒａ、Ｓｃ、Ｔｉ、Ｙ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ、Ｍｎ、Ｔｃ、Ｒｅ、Ｆｅ、Ｒｕ、Ｏｓ、Ｃｏ、Ｒｈ、Ｉｒ、Ｎｉ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ｚｎ、Ｃｄ、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｔｌ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｐｂ、Ｐ、Ａｓ、Ｓｂ、Ｂｉ、Ｓｅ、Ｔｅ、Ｐｏ、Ｂｒ、Ｉ、Ａｔ、Ｂ、Ｃ、Ｎ、Ｆ、Ｏ、Ｓ、Ｎの中から選ばれる任意の組み合わせで良い。
【００２９】
また、無機半導体の好ましい例では、Ｓｉ、Ｇｅのような単体半導体の他に、ＩＩＩ−Ｖ族半導体、ＩＩ−ＶＩ族半導体、金属のカルコゲニドに代表されるような化合物半導体またはペロブスカイト構造を有する化合物等を使用することができる。金属のカルコゲニドとしては好ましくはチタン、スズ、亜鉛、鉄、タングステン、ジルコニウム、ハフニウム、ストロンチウム、インジウム、セリウム、イットリウム、ランタン、バナジウム、ニオブ、あるいはタンタルの酸化物、カドミウム、亜鉛、鉛、銀、アンチモン、ビスマスの硫化物、カドミウム、鉛のセレン化物、カドミウムのテルル化物等が挙げられる。他の化合物半導体としては亜鉛、ガリウム、インジウム、カドミウム、等のリン化物、ガリウム砒素、銅−インジウム−セレン化物、銅−インジウム−硫化物等が挙げられる。また、酸化物半導体としては、例えば、ＴｉＯ2、ＺｎＯ、ＳｎＯ2、Ｎｂ2Ｏ5、Ｉｎ2Ｏ3、ＷＯ3、ＺｒＯ2、Ｌａ2Ｏ3、Ｔａ2Ｏ5、ＳｒＴｉＯ3、ＢａＴｉＯ3等が挙げられるが、これに限定されるわけではない。
本発明におけるホール輸送材料は有機材料や無機半導体であることが非常に好ましいが、特に好ましいのは、有機材料であるため該電子輸送性を有する有機材料のイオン化ポテンシャルが該ホール輸送性を持つ有機材料のイオン化ポテンシャルよりも大きいことが非常に好ましい。このエネルギー差の好ましい例は、０．２ｅＶ以上が好ましく、より好ましくは０．４ｅＶ、より好ましくは０．６ｅＶ以上である。ホール輸送性材料のイオン化ポテンシャルが小さいと、さまざまな電子輸送性有機材料を用いることができるため、イオン化ポテンシャルの小さなホール輸送性材料を用いることが好ましい。
本発明における電子輸送性材料としては、例えばアクセプター性有機半導体（化合物）を好ましく用いることができる。アクセプター性有機半導体（化合物）とは主に電子輸送性有機化合物に代表され、電子を受容しやすい性質がある有機化合物をいう。さらに詳しくは２つの有機化合物を接触させて用いたときに電子親和力の大きい方の有機化合物をいう。したがって、アクセプター性有機化合物は、電子受容性のある有機化合物であればいずれの有機化合物も使用可能である。例えば、縮合芳香族炭素環化合物（ナフタレン誘導体、アントラセン誘導体、フェナントレン誘導体、テトラセン誘導体、ピレン誘導体、ペリレン誘導体、フルオランテン誘導体）、窒素原子、酸素原子、硫黄原子を含有する５ないし７員のヘテロ環化合物（例えばピリジン、ピラジン、ピリミジン、ピリダジン、トリアジン、キノリン、キノキサリン、キナゾリン、フタラジン、シンノリン、イソキノリン、プテリジン、アクリジン、フェナジン、フェナントロリン、テトラゾール、ピラゾール、イミダゾール、チアゾール、オキサゾール、インダゾール、ベンズイミダゾール、ベンゾトリアゾール、ベンゾオキサゾール、ベンゾチアゾール、カルバゾール、プリン、トリアゾロピリダジン、トリアゾロピリミジン、テトラザインデン、オキサジアゾール、イミダゾピリジン、ピラリジン、ピロロピリジン、チアジアゾロピリジン、ジベンズアゼピン、トリベンズアゼピン等）、ポリアリーレン化合物、フルオレン化合物、シクロペンタジエン化合物、シリル化合物、含窒素ヘテロ環化合物を配位子として有する金属錯体などが挙げられる。なお、これに限らず、ドナー性有機化合物として用いた有機化合物よりも電子親和力の大きな有機化合物であればアクセプター性有機半導体として用いてよい。
【００３０】
また、同じホール輸送性材料を用いた場合には、該電子輸送性を有する有機材料のイオン化ポテンシャルが大きい方が好ましい。イオン化ポテンシャルが大きい電子輸送性を有する有機材料のイオン化ポテンシャルが大きい化合物は、無限に存在するわけではなく、特に６．０ｅＶ超えてくると非常に少なく、これらの化合物を見出すことは難しい。また、仮にイオン化ポテンシャルの大きな化合物が発見されても、その材料の真空製膜後の膜質や電極との相性が光電変換特性に影響を与えるため、良い光電変換特性を持つ材料を発見するのは極めて難しいのである。しかし本発明において鋭意努力の結果、発見された。その一つの例が、下記の化合物１１９の構造を有する化合物である。なお、このイオン化ポテンシャルは理研計器社製ＡＣ−１表面分析装置を用いて測定した。具体的には、光量を２０〜５０ｎＷ、分析エリア４ｍｍφとした。
【００３１】
【化１２】
2005311329.tif 000014
【００３２】
さらに驚くことには、ＡＣ−１にて測定できないほど、大きなイオン化ポテンシャルを有する化合物が見出され、良い光電変換特性が得られた。それが、後記の化合物２１である。このようなイオン化ポテンシャルがＡＣ−１にて測定できない場合は、例えばＵＰＳ（紫外線光電子分光法）を用いて測定を行うことができる。
上記化合物１１９や２１における化合物と同様に、大きなイオン化ポテンシャルを持つ化合物群が多数存在し、その中でも良い光電変換特性を有する化合物の特徴としては以下のとおりである。すなわち、本発明においては、下記のような構造を有する化合物群を電子輸送性材料として用いることは大変好ましい。
まず、一般式（Ｉ）で表される化合物について説明する。Ａは二つ以上の芳香族ヘテロ環が縮合したヘテロ環基を表し、Ａで表されるヘテロ環基は同一または異なってもよい。Ａで表されるヘテロ環基として好ましくは５員環または６員環の芳香族ヘテロ環が縮合したものであり、より好ましくは２ないし６個、更に好ましくは２ないし３個、特に好ましくは２個の芳香族ヘテロ環が縮合したものである。この場合のヘテロ原子として好ましくは、Ｎ、Ｏ、Ｓ、Ｓｅ、Ｔｅ原子であり、より好ましくはＮ、Ｏ、Ｓ原子であり、更に好ましくはＮ原子である。Ａで表されるヘテロ環基を構成する芳香族ヘテロ環の具体例としては、例えばフラン、チオフェン、ピラン、ピロール、イミダゾール、ピラゾール、ピリジン、ピラジン、ピリミジン、ピリダジン、チアゾール、オキサゾール、イソチアゾール、イソオキサゾール、チアジアゾール、オキサジアゾール、トリアゾール、セレナゾール、テルラゾールなどが挙げられ、好ましくはイミダゾール、ピラゾール、ピリジン、ピラジン、ピリミジン、ピリダジン、チアゾール、オキサゾールであり、より好ましくはイミダゾール、チアゾール、オキサゾール、ピリジン、ピラジン、ピリミジン、ピリダジンである。
【００３３】
Ａで表される縮合環の具体例としては、例えばインドリジン、プリン、プテリジン、カルボリン、ピロロイミダゾール、ピロロトリアゾール、ピラゾロイミダゾール、ピラゾロトリアゾール、ピラゾロピリミジン、ピラゾロトリアジン、トリアゾロピリジン、テトラザインデン、イミダゾイミダゾール、イミダゾピリジン、イミダゾピラジン、イミダゾピリミジン、イミダゾピリダジン、オキサゾロピリジン、オキサゾロピラジン、オキサゾロピリミジン、オキサゾロピリダジン、チアゾロピリジン、チアゾロピラジン、チアゾロピリミジン、チアゾロピリダジン、ピリジノピラジン、ピラジノピラジン、ピラジノピリダジン、ナフチリジン、イミダゾトリアジンなどが挙げられ、好ましくはイミダゾピリジン、イミダゾピラジン、イミダゾピリミジン、イミダゾピリダジン、オキサゾロピリジン、オキサゾロピラジン、オキサゾロピリミジン、オキサゾロピリダジン、チアゾロピリジン、チアゾロピラジン、チアゾロピリミジン、チアゾロピリダジン、ピリジノピラジン、ピラジノピラジンであり、更に好ましくはイミダゾピリジン、オキサゾロピリジン、チアゾロピリジン、ピリジノピラジン、ピラジノピラジンであり、特に好ましくはイミダゾピリジンである。
【００３４】
Ａで表されるヘテロ環基は更に他の環と縮合してもよく、また置換基を有してもよい。Ａで表されるヘテロ環基の置換基としては、例えばアルキル基（好ましくは炭素数１〜３０、より好ましくは炭素数１〜２０、特に好ましくは炭素数１〜１０であり、例えばメチル、エチル、ｉｓｏ−プロピル、ｔｅｒｔ−ブチル、ｎ−オクチル、ｎ−デシル、ｎ−ヘキサデシル、シクロプロピル、シクロペンチル、シクロヘキシルなどが挙げられる。）、アルケニル基（好ましくは炭素数２〜３０、より好ましくは炭素数２〜２０、特に好ましくは炭素数２〜１０であり、例えばビニル、アリル、２−ブテニル、３−ペンテニルなどが挙げられる。）、アルキニル基（好ましくは炭素数２〜３０、より好ましくは炭素数２〜２０、特に好ましくは炭素数２〜１０であり、例えばプロパルギル、３−ペンチニルなどが挙げられる。）、アリール基（好ましくは炭素数６〜３０、より好ましくは炭素数６〜２０、特に好ましくは炭素数６〜１２であり、例えばフェニル、ｐ−メチルフェニル、ナフチルなどが挙げられる。）、アミノ基（好ましくは炭素数０〜３０、より好ましくは炭素数０〜２０、特に好ましくは炭素数０〜１０であり、例えばアミノ、メチルアミノ、ジメチルアミノ、ジエチルアミノ、ジベンジルアミノ、ジフェニルアミノ、ジトリルアミノなどが挙げられる。）、アルコキシ基（好ましくは炭素数１〜３０、より好ましくは炭素数１〜２０、特に好ましくは炭素数１〜１０であり、例えばメトキシ、エトキシ、ブトキシ、２−エチルヘキシロキシなどが挙げられる。）、アリールオキシ基（好ましくは炭素数６〜３０、より好ましくは炭素数６〜２０、特に好ましくは炭素数６〜１２であり、例えばフェニルオキシ、１−ナフチルオキシ、２−ナフチルオキシなどが挙げられる。）、アシル基（好ましくは炭素数１〜３０、より好ましくは炭素数１〜２０、特に好ましくは炭素数２〜１２であり、例えばアセチル、ベンゾイル、ホルミル、ピバロイルなどが挙げられる。）、アルコキシカルボニル基（好ましくは炭素数２〜３０、より好ましくは炭素数２〜２０、特に好ましくは炭素数２〜１２であり、例えばメトキシカルボニル、エトキシカルボニルなどが挙げられる。）、アリールオキシカルボニル基（好ましくは炭素数７〜３０、より好ましくは炭素数７〜２０、特に好ましくは炭素数７〜１２であり、例えばフェニルオキシカルボニルなどが挙げられる。）、アシルオキシ基（好ましくは炭素数２〜３０、より好ましくは炭素数２〜２０、特に好ましくは炭素数２〜１０であり、例えばアセトキシ、ベンゾイルオキシなどが挙げられる。）、アシルアミノ基（好ましくは炭素数２〜３０、より好ましくは炭素数２〜２０、特に好ましくは炭素数２〜１０であり、例えばアセチルアミノ、ベンゾイルアミノなどが挙げられる。）、アルコキシカルボニルアミノ基（好ましくは炭素数２〜３０、より好ましくは炭素数２〜２０、特に好ましくは炭素数２〜１２であり、例えばメトキシカルボニルアミノなどが挙げられる。）、アリールオキシカルボニルアミノ基（好ましくは炭素数７〜３０、より好ましくは炭素数７〜２０、特に好ましくは炭素数７〜１２であり、例えばフェニルオキシカルボニルアミノなどが挙げられる。）、スルホニルアミノ基（好ましくは炭素数１〜３０、より好ましくは炭素数１〜２０、特に好ましくは炭素数１〜１２であり、例えばメタンスルホニルアミノ、ベンゼンスルホニルアミノなどが挙げられる。）、スルファモイル基（好ましくは炭素数０〜３０、より好ましくは炭素数０〜２０、特に好ましくは炭素数０〜１２であり、例えばスルファモイル、メチルスルファモイル、ジメチルスルファモイル、フェニルスルファモイルなどが挙げられる。）、カルバモイル基（好ましくは炭素数１〜３０、より好ましくは炭素数１〜２０、特に好ましくは炭素数１〜１２であり、例えばカルバモイル、メチルカルバモイル、ジエチルカルバモイル、フェニルカルバモイルなどが挙げられる。）、アルキルチオ基（好ましくは炭素数１〜３０、より好ましくは炭素数１〜２０、特に好ましくは炭素数１〜１２であり、例えばメチルチオ、エチルチオなどが挙げられる。）、アリールチオ基（好ましくは炭素数６〜３０、より好ましくは炭素数６〜２０、特に好ましくは炭素数６〜１２であり、例えばフェニルチオなどが挙げられる。）、スルホニル基（好ましくは炭素数１〜３０、より好ましくは炭素数１〜２０、特に好ましくは炭素数１〜１２であり、例えばメシル、トシルなどが挙げられる。）、スルフィニル基（好ましくは炭素数１〜３０、より好ましくは炭素数１〜２０、特に好ましくは炭素数１〜１２であり、例えばメタンスルフィニル、ベンゼンスルフィニルなどが挙げられる。）、ウレイド基（好ましくは炭素数１〜３０、より好ましくは炭素数１〜２０、特に好ましくは炭素数１〜１２であり、例えばウレイド、メチルウレイド、フェニルウレイドなどが挙げられる。）、リン酸アミド基（好ましくは炭素数１〜３０、より好ましくは炭素数１〜２０、特に好ましくは炭素数１〜１２であり、例えばジエチルリン酸アミド、フェニルリン酸アミドなどが挙げられる。）、ヒドロキシ基、メルカプト基、ハロゲン原子（例えばフッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子）、シアノ基、スルホ基、カルボキシル基、ニトロ基、ヒドロキサム酸基、スルフィノ基、ヒドラジノ基、イミノ基、ヘテロ環基（好ましくは炭素数１〜３０、より好ましくは炭素数１〜１２であり、ヘテロ原子としては、例えば窒素原子、酸素原子、硫黄原子、具体的には例えばイミダゾリル、ピリジル、キノリル、フリル、チエニル、ピペリジル、モルホリノ、ベンズオキサゾリル、ベンズイミダゾリル、ベンズチアゾリル、カルバゾリル、アゼピニルなどが挙げられる。）、シリル基（好ましくは炭素数３〜４０、より好ましくは炭素数３〜３０、特に好ましくは炭素数３〜２４であり、例えばトリメチルシリル、トリフェニルシリルなどが挙げられる。）などが挙げられる。これらの置換基は更に置換されてもよい。また置換基が二つ以上ある場合は、同じでも異なってもよい。また、可能な場合には連結して環を形成してもよい。
【００３５】
Ａで表されるヘテロ環基の置換基として好ましくは、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基、アミノ基、アルコキシ基、アリールオキシ基、アシル基、アルコキシカルボニル基、アリールオキシカルボニル基、アシルオキシ基、アシルアミノ基、アルコキシカルボニルアミノ基、アリールオキシカルボニルアミノ基、スルホニルアミノ基、スルファモイル基、カルバモイル基、アルキルチオ基、アリールチオ基、スルホニル基、ハロゲン原子、シアノ基、ヘテロ環基であり、より好ましくはアルキル基、アルケニル基、アリール基、アルコキシ基、アリールオキシ基、ハロゲン原子、シアノ基、ヘテロ環基であり、更に好ましくはアルキル基、アリール基、アルコキシ基、アリールオキシ基、芳香族ヘテロ環基であり、特に好ましくはアルキル基、アリール基、アルコキシ基、芳香族ヘテロ環基である。ｍは２以上の整数を表し、好ましくは２ないし８、より好ましくは２ないし６、更に好ましくは２ないし４であり、特に好ましくは２または３であり、最も好ましくは３である。Ｌは連結基を表す。Ｌで表される連結基として好ましくは、単結合、Ｃ、Ｎ、Ｏ、Ｓ、Ｓｉ、Ｇｅなどで形成される連結基であり、より好ましくは単結合、アルキレン、アルケニレン、アルキニレン、アリーレン、二価のヘテロ環（好ましくは芳香族ヘテロ環であり、より好ましくはアゾール、チオフェン、フラン環から形成される芳香族ヘテロ環などである。）およびＮとこれらの組合わせから成る基であり、更に好ましくはアリーレン、二価の芳香族ヘテロ環およびＮとこれらの組合わせから成る基である。
【００３６】
Ｌで表される連結基の具体例としては、単結合の他、例えば以下のものが挙げられる。
【００３７】
【化１３】
2005311329.tif 000015
【００３８】
【化１４】
2005311329.tif 000016
【００３９】
【化１５】
2005311329.tif 000017
【００４０】
【化１６】
2005311329.tif 000018
【００４１】
Ｌで表される連結基は置換基を有してもよく、置換基としては例えばＡで表されるヘテロ環基の置換基として挙げたものが適用できる。Ｌの置換基として好ましくはアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基、アルコキシ基、アリールオキシ基、アシル基、ハロゲン原子、シアノ基、ヘテロ環基、シリル基であり、より好ましくはアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基、アルコキシ基、アリールオキシ基、ハロゲン原子、シアノ基、芳香族ヘテロ環基であり、更に好ましくはアルキル基、アリール基、芳香族ヘテロ環基である。
【００４２】
一般式（Ｉ）で表される化合物のうち、好ましくは下記一般式（II）で表される化合物である。
【００４３】
【化１７】
2005311329.tif 000019
【００４４】
式中、ｍ、Ｌは、それぞれ一般式（Ｉ）におけるそれらと同義であり、また好ましい範囲も同様である。Ｂは二つ以上の５員環および／または６員環の芳香族ヘテロ環が縮合したヘテロ環基を表し、Ｂで表されるヘテロ環基は同一または異なってもよい。Ｂで表されるヘテロ環基として好ましくは５員環または６員環の芳香族ヘテロ環が２ないし６個縮合したものであり、更に好ましくは２ないし３個、特に好ましくは２個の芳香族ヘテロ環が縮合したものである。この場合のヘテロ原子として好ましくは、Ｎ、Ｏ、Ｓ、Ｓｅ、Ｔｅ原子であり、より好ましくはＮ、Ｏ、Ｓ原子であり、更に好ましくはＮ原子である。Ｂで表されるヘテロ環基を構成する芳香族ヘテロ環の具体例としては、例えばフラン、チオフェン、ピラン、ピロール、イミダゾール、ピラゾール、ピリジン、ピラジン、ピリミジン、ピリダジン、チアゾール、オキサゾール、イソチアゾール、イソオキサゾール、チアジアゾール、オキサジアゾール、トリアゾール、セレナゾール、テルラゾールなどが挙げられ、好ましくはイミダゾール、ピラゾール、ピリジン、ピラジン、ピリミジン、ピリダジン、チアゾール、オキサゾールであり、より好ましくはイミダゾール、チアゾール、オキサゾール、ピリジン、ピラジン、ピリミジン、ピリダジンである。
【００４５】
Ｂで表される縮合環の具体例としては、例えばインドリジン、プリン、プテリジン、カルボリン、ピロロイミダゾール、ピロロトリアゾール、ピラゾロイミダゾール、ピラゾロトリアゾール、ピラゾロピリミジン、ピラゾロトリアジン、トリアゾロピリジン、テトラザインデン、ピロロイミダゾール、ピロロトリアゾール、イミダゾイミダゾール、イミダゾピリジン、イミダゾピラジン、イミダゾピリミジン、イミダゾピリダジン、オキサゾロピリジン、オキサゾロピラジン、オキサゾロピリミジン、オキサゾロピリダジン、チアゾロピリジン、チアゾロピラジン、チアゾロピリミジン、チアゾロピリダジン、ピリジノピラジン、ピラジノピラジン、ピラジノピリダジン、ナフチリジン、イミダゾトリアジンなどが挙げられ、好ましくはイミダゾピリジン、イミダゾピラジン、イミダゾピリミジン、イミダゾピリダジン、オキサゾロピリジン、オキサゾロピラジン、オキサゾロピリミジン、オキサゾロピリダジン、チアゾロピリジン、チアゾロピラジン、チアゾロピリミジン、チアゾロピリダジン、ピリジノピラジン、ピラジノピラジンであり、更に好ましくはイミダゾピリジン、オキサゾロピリジン、チアゾロピリジン、ピリジノピラジン、ピラジノピラジンであり、特に好ましくはイミダゾピリジンである。Ｂで表されるヘテロ環基は置換基を有してもよく、置換基としては一般式（Ｉ）におけるＡで表されるヘテロ環基の置換基として挙げたものが適用でき、また好ましい置換基も同様である。
【００４６】
一般式（Ｉ）で表される化合物のうち、より好ましくは下記一般式（III）又は（ＸＩ）で表される化合物である。
【００４７】
【化１８】
2005311329.tif 000020
【００４８】
一般式（III)について説明する。ｍ、Ｌは、それぞれ一般式（Ｉ）におけるそれらと同義であり、また好ましい範囲も同様である。ＸはＯ、Ｓ、Ｓｅ、ＴｅまたはＮ−Ｒを表す。Ｒは水素原子、脂肪族炭化水素基、アリール基またはヘテロ環基を表す。Ｑ3は芳香族ヘテロ環を形成するに必要な原子群を表す。Ｒで表される脂肪族炭化水素基として好ましくは、アルキル基（好ましくは炭素数１〜２０、より好ましくは炭素数１〜１２、特に好ましくは炭素数１〜８であり、例えばメチル、エチル、ｉｓｏ−プロピル、ｔｅｒｔ−ブチル、ｎ−オクチル、ｎ−デシル、ｎ−ヘキサデシル、シクロプロピル、シクロペンチル、シクロヘキシルなどが挙げられる。）、アルケニル基（好ましくは炭素数２〜２０、より好ましくは炭素数２〜１２、特に好ましくは炭素数２〜８であり、例えばビニル、アリル、２−ブテニル、３−ペンテニルなどが挙げられる。）、アルキニル基（好ましくは炭素数２〜２０、より好ましくは炭素数２〜１２、特に好ましくは炭素数２〜８であり、例えばプロパルギル、３−ペンチニルなどが挙げられる。）であり、より好ましくはアルキル基、アルケニル基である。
【００４９】
Ｒで表されるアリール基として好ましくは炭素数６〜３０、より好ましくは炭素数６〜２０、特に好ましくは炭素数６〜１２であり、例えばフェニル、２−メチルフェニル、３−メチルフェニル、４−メチルフェニル、４−メトキシフェニル、３−トリフルオロメチルフェニル、ペンタフルオロフェニル、２−ビフェニリル、３−ビフェニリル、４−ビフェニリル、１−ナフチル、２−ナフチル、１−ピレニルなどが挙げられる。Ｒで表されるヘテロ環基は、単環または縮環のヘテロ環基（好ましくは炭素数１〜２０、好ましくは炭素数１〜１２、更に好ましくは炭素数２〜１０のヘテロ環基）であり、好ましくは窒素原子、酸素原子、硫黄原子、セレン原子の少なくとも一つを含む芳香族ヘテロ環基である。Ｒで表されるヘテロ環基の具体例としては、例えばピロリジン、ピペリジン、ピロール、フラン、チオフェン、イミダゾリン、イミダゾール、ベンズイミダゾール、ナフトイミダゾール、チアゾリジン、チアゾール、ベンズチアゾール、ナフトチアゾール、イソチアゾール、オキサゾリン、オキサゾール、ベンズオキサゾール、ナフトオキサゾール、イソオキサゾール、セレナゾール、ベンズセレナゾール、ナフトセレナゾール、ピリジン、キノリン、イソキノリン、インドール、インドレニン、ピラゾール、ピラジン、ピリミジン、ピリダジン、トリアジン、インダゾール、プリン、フタラジン、ナフチリジン、キノキサリン、キナゾリン、シンノリン、プテリジン、フェナントリジン、プテリジン、フェナントロリン、テトラザインデンなどが挙げられ、好ましくはフラン、チオフェン、ピリジン、キノリン、ピラジン、ピリミジン、ピリダジン、トリアジン、フタラジン、ナフチリジン、キノキサリン、キナゾリンであり、より好ましくはフラン、チオフェン、ピリジン、キノリンであり、特に好ましくはキノリンである。
【００５０】
Ｒで表される脂肪族炭化水素基、アリール基、ヘテロ環基は置換基を有してもよく、置換基としては一般式（Ｉ）におけるＡで表されるヘテロ環基の置換基として挙げたものが適用でき、また好ましい置換基も同様である。Ｒとして好ましくは、アルキル基、アリール基、芳香族ヘテロ環基であり、より好ましくはアリール基、芳香族ヘテロ環基であり、更に好ましくはアリール基、芳香族アゾール基である。
【００５１】
Ｘとして好ましくはＯ、Ｓ、Ｎ−Ｒであり、より好ましくはＯ、Ｎ−Ｒであり、更に好ましくはＮ−Ｒであり、特に好ましくはＮ−Ａｒ（Ａｒはアリール基、芳香族アゾール基であり、より好ましくは炭素数６〜３０のアリール基、炭素数２〜３０の芳香族アゾール基、更に好ましくは炭素数６〜２０のアリール基、炭素数２〜１６の芳香族アゾール基、特に好ましくは炭素数６〜１２のアリール基、炭素数２〜１０の芳香族アゾール基である。）である。
【００５２】
Ｑ3 は芳香族ヘテロ環を形成するに必要な原子群を表す。Ｑ3 で形成される芳香族ヘテロ環として好ましくは５または６員の芳香族ヘテロ環であり、より好ましくは５または６員の含窒素芳香族ヘテロ環であり、更に好ましくは６員の含窒素芳香族ヘテロ環である。Ｑ3で形成される芳香族ヘテロ環の具体例としては、例えばフラン、チオフェン、ピラン、ピロール、イミダゾール、ピラゾール、ピリジン、ピラジン、ピリミジン、ピリダジン、チアゾール、オキサゾール、イソチアゾール、イソオキサゾール、チアジアゾール、オキサジアゾール、トリアゾール、セレナゾール、テルラゾールなどが挙げられ、好ましくはピリジン、ピラジン、ピリミジン、ピリダジンであり、より好ましくはピリジン、ピラジンであり、更に好ましくはピリジンである。Ｑ3で形成される芳香族ヘテロ環は更に他の環と縮合環を形成してもよく、また置換基を有してもよい。置換基としては一般式（Ｉ）におけるＡで表されるヘテロ環基の置換基として挙げたものが適用でき、また好ましい置換基も同様である。
【００５３】
一般式（III）で表される化合物のうち、更に好ましくは下記一般式（IV）で表される化合物である。
【００５４】
【化１９】
2005311329.tif 000021
【００５５】
式中、ｍ、Ｌは、それぞれ一般式（Ｉ）におけるそれらと同義であり、また好ましい範囲も同様である。Ｘは一般式（III）におけるそれと同義であり、また好ましい範囲も同様である。Ｑ4 は含窒素芳香族ヘテロ環を形成するに必要な原子群を表す。Ｑ4で形成される含窒素芳香族ヘテロ環として好ましくは５または６員の含窒素芳香族ヘテロ環であり、より好ましくは６員の含窒素芳香族ヘテロ環である。Ｑ4で形成される含窒素芳香族ヘテロ環の具体例としては、例えばピロール、イミダゾール、ピラゾール、ピリジン、ピラジン、ピリミジン、ピリダジン、チアゾール、オキサゾール、イソチアゾール、イソオキサゾール、チアジアゾール、オキサジアゾール、トリアゾール、セレナゾール、テルラゾールなどが挙げられ、好ましくはピリジン、ピラジン、ピリミジン、ピリダジンであり、より好ましくはピリジン、ピラジンであり、更に好ましくはピリジンである。Ｑ4で形成される芳香族ヘテロ環は更に他の環と縮合環を形成してもよく、また置換基を有してもよい。置換基としては一般式（Ｉ）におけるＡで表されるヘテロ環基の置換基として挙げたものが適用でき、また好ましい置換基も同様である。
【００５６】
一般式（III）で表される化合物のうち、更に好ましくは下記一般式（Ｖ）で表される化合物である。
【００５７】
【化２０】
2005311329.tif 000022
【００５８】
式中、ｍ、Ｌは、それぞれ一般式（Ｉ）におけるそれらと同義であり、また好ましい範囲も同様である。Ｘ5はＯ、ＳまたはＮ−Ｒを表す。Ｒは一般式（III ）におけるそれと同義であり、また好ましい範囲も同様である。Ｑ5は６員の含窒素芳香族ヘテロ環を形成するに必要な原子群を表す。Ｑ5で形成される６員の含窒素芳香族ヘテロ環の具体例としては、例えばピリジン、ピラジン、ピリミジン、ピリダジン、トリアジンなどが挙げられ、好ましくはピリジン、ピラジン、ピリミジン、ピリダジンであり、より好ましくはピリジン、ピラジンであり、更に好ましくはピリジンである。Ｑ5で形成される６員の含窒素芳香族ヘテロ環は更に他の環と縮合環を形成してもよく、また置換基を有してもよい。置換基としては一般式（Ｉ）におけるＡで表されるヘテロ環基の置換基として挙げたものが適用でき、また好ましい置換基も同様である。
【００５９】
一般式（III）で表される化合物のうち、更に好ましくは下記一般式（VI）で表される
化合物である。
【００６０】
【化２１】
2005311329.tif 000023
【００６１】
式中、Ｌは一般式（Ｉ）におけるそれと同義であり、また好ましい範囲も同様である。Ｘ6 は一般式（Ｖ）におけるＸ5 と同義であり、また好ましい範囲も同様である。Ｑ6 は一般式（Ｖ）におけるＱ5 と同義であり、また好ましい範囲も同様である。ｎは２ないし８の整数を表し、好ましくは２ないし６、より好ましくは２ないし４であり、更に好ましくは２または３であり、特に好ましくは３である。一般式（III）で表される化合物のうち、更に好ましくは下記一般式（VII）で表される化合物である。
【００６２】
【化２２】
2005311329.tif 000024
【００６３】
式中、Ｌは一般式（Ｉ）におけるそれと同義であり、また好ましい範囲も同様である。Ｒは一般式（III）におけるそれと同義であり、また好ましい範囲も同様である。Ｑ7 は一般式（Ｖ）におけるＱ5 と同義であり、また好ましい範囲も同様である。ｎは一般式（VI）におけるそれと同義であり、また好ましい範囲も同様である。
【００６４】
一般式（III）で表される化合物のうち、更に好ましくは下記一般式（VIII）で表される化合物である。
【００６５】
【化２３】
2005311329.tif 000025
【００６６】
式中、Ｒ81、Ｒ82およびＲ83は、それぞれ一般式（III）におけるＲと同義であり、また好ましい範囲も同様である。Ｑ81、Ｑ82およびＱ83は、それぞれ一般式（Ｖ）におけるＱ5 と同義であり、また好ましい範囲も同様である。Ｌ1 、Ｌ2およびＬ3は、それぞれ一般式（Ｉ）におけるＬと同義である。Ｌ1 、Ｌ2 、Ｌ3 として好ましくは、単結合、アリーレン、二価の芳香族ヘテロ環およびこれらの組合わせから成る連結基であり、より好ましくは単結合、ベンゼン、ナフタレン、アントラセン、ピリジン、ピラジン、チオフェン、フラン、オキサゾール、チアゾール、オキサジアゾール、チアジアゾール、トリアゾールおよびこれらの組合わせから成る連結基であり、更に好ましくは単結合、ベンゼン、チオフェンおよびこれらの組合わせから成る連結基であり、特に好ましくは単結合、ベンゼンおよびこれらの組合わせから成る連結基であり、最も好ましくは単結合である。Ｌ1 、Ｌ2 、Ｌ3 は置換基を有してもよく、置換基としては一般式（Ｉ）におけるＡで表されるヘテロ環基の置換基として挙げたものが適用できる。
【００６７】
Ｙは窒素原子または１，３，５−ベンゼントリイル基を表すが、後者は２，４，６位に置換基を有してもよく、置換基としては例えばアルキル基、アリール基、ハロゲン原子などが挙げられる。Ｙとして好ましくは窒素原子または無置換１，３，５−ベンゼントリイル基であり、より好ましくは無置換１，３，５−ベンゼントリイル基である。一般式（III）で表される化合物のうち、特に好ましくは下記一般式（IX）で表される化合物である。
【００６８】
【化２４】
2005311329.tif 000026
【００６９】
式中、Ｒ91、Ｒ92およびＲ93は、それぞれ一般式（III）におけるＲと同義であり、また好ましい範囲も同様である。Ｑ91、Ｑ92およびＱ93は、それぞれ一般式（Ｖ）におけるＱ5と同義であり、また好ましい範囲も同様である。一般式（III）で表される化合物のうち、最も好ましくは下記一般式（Ｘ）で表される化合物である。
【００７０】
【化２５】
2005311329.tif 000027
【００７１】
式中、Ｒ101 、Ｒ102 およびＲ103は、それぞれ一般式（III）におけるＲと同義であり、また好ましい範囲も同様である。Ｒ104 、Ｒ105 およびＲ106は、それぞれ置換基を表し、置換基としては一般式（Ｉ）におけるＡで表されるヘテロ環基の置換基として挙げたものが適用でき、また好ましい置換基も同様である。また可能な場合、置換基同士が連結して環を形成してもよい。ｐ1 、ｐ2 およびｐ3 は、それぞれ０ないし３の整数を表し、好ましくは０ないし２、より好ましくは０または１、更に好ましくは０である。
【００７２】
次に一般式（ＸＩ）について説明する。ｍ、Ｌは、それぞれ一般式（Ｉ）におけるそれらと同義であり、また好ましい範囲も同様である。Ｑ3は一般式（III)におけるそれと同義であり、また好ましい範囲も同様である。Ｒ11は水素原子または置換基を表す。Ｒ11で表される置換基としては例えば一般式（Ｉ）におけるＡで表されるヘテロ環基の置換基として挙げたものが適用できる。Ｒ11で表される置換基として好ましくは、脂肪族炭化水素基、アリール基、芳香族ヘテロ環基であり、より好ましくは、アルキル基（好ましくは炭素数１〜２０、より好ましくは炭素数１〜１２、特に好ましくは炭素数１〜８であり、例えばメチル、エチル、ｉｓｏ−プロピル、ｔｅｒｔ−ブチル、ｎ−オクチル、ｎ−デシル、ｎ−ヘキサデシル、シクロプロピル、シクロペンチル、シクロヘキシルなどが挙げられる。）、アリール基（好ましくは炭素数６〜３０、より好ましくは炭素数６〜２０、特に好ましくは炭素数６〜１２であり、例えばフェニル、２−メチルフェニル、３−メチルフェニル、４−メチルフェニル、４−メトキシフェニル、３−トリフルオロメチルフェニル、ペンタフルオロフェニル、１−ナフチル、２−ナフチルなどが挙げられる。）、芳香族ヘテロ環基（好ましくは炭素数１〜２０、好ましくは炭素数１〜１２、更に好ましくは炭素数２〜１０の芳香族ヘテロ環基であり、より好ましくは窒素原子、酸素原子、硫黄原子、セレン原子の少なくとも一つを含む芳香族ヘテロ環基である。芳香族ヘテロ環としては、例えばピロリジン、ピペリジン、ピロール、フラン、チオフェン、イミダゾリン、イミダゾール、ベンズイミダゾール、ナフトイミダゾール、チアゾリジン、チアゾール、ベンズチアゾール、ナフトチアゾール、イソチアゾール、オキサゾリン、オキサゾール、ベンズオキサゾール、ナフトオキサゾール、イソオキサゾール、セレナゾール、ベンズセレナゾール、ナフトセレナゾール、ピリジン、キノリン、イソキノリン、インドール、インドレニン、ピラゾール、ピラジン、ピリミジン、ピリダジン、トリアジン、インダゾール、プリン、フタラジン、ナフチリジン、キノキサリン、キナゾリン、シンノリン、プテリジン、フェナントリジン、プテリジン、フェナントロリン、テトラザインデン、カルバゾールなどが挙げられ、好ましくはフラン、チオフェン、ピリジン、キノリン、ピラジン、ピリミジン、ピリダジン、トリアジン、フタラジン、ナフチリジン、キノキサリン、キナゾリンであり、より好ましくはフラン、チオフェン、ピリジン、キノリンであり、更に好ましくはキノリンである。）であり、更に好ましくはアリール基、芳香族ヘテロ環基である。Ｒ11で表される置換基は、更に置換されてもよく、また可能な場合には連結して環を形成してもよい。
【００７３】
一般式（ＸＩ）で表される化合物のうち、より好ましくは下記一般式（ＸＩＩ）で表される化合物である。
【００７４】
【化２６】
2005311329.tif 000028
【００７５】
式中、ｍ、Ｌは、それぞれ一般式（Ｉ）におけるそれらと同義であり、また好ましい範囲も同様である。Ｑ12は一般式（ＩＶ）におけるＱ4と同義であり、また好ましい範囲も同様である。Ｒ11は一般式（ＸＩ）におけるそれと同義であり、また好ましい範囲も同様である。
【００７６】
一般式（ＸＩ）で表される化合物のうち、更に好ましくは下記一般式（ＸIII）で表される化合物である。
【００７７】
【化２７】
2005311329.tif 000029
【００７８】
式中、ｍ、Ｌは、それぞれ一般式（Ｉ）におけるそれらと同義であり、また好ましい範囲も同様である。Ｑ13は一般式（Ｖ）におけるＱ5と同義であり、また好ましい範囲も同様である。Ｒ11は一般式（ＸＩ）におけるそれと同義であり、また好ましい範囲も同様である。
【００７９】
一般式（ＸＩ）で表される化合物のうち、特に好ましくは下記一般式（ＸIV）で表される化合物である。
【００８０】
【化２８】
2005311329.tif 000030
【００８１】
式中、Ｌ1 、Ｌ2 、Ｌ3 およびＹは、それぞれ一般式（VIII）におけるそれらと同義であり、また好ましい範囲も同様である。Ｑ141 、Ｑ142 およびＱ143 は、それぞれ一般式（Ｖ）におけるＱ5と同義であり、また好ましい範囲も同様である。Ｒ141 、Ｒ142 およびＲ143 は、それぞれ一般式（ＸＩ）におけるＲ11と同義であり、また好ましい範囲も同様である。
【００８２】
一般式（ＸＩ）で表される化合物のうち、最も好ましくは下記一般式（ＸＶ）で表される化合物である。
【００８３】
【化２９】
2005311329.tif 000031
【００８４】
式中、Ｑ151 、Ｑ152 およびＱ153 は、それぞれ一般式（Ｖ）におけるＱ5と同義であり、また好ましい範囲も同様である。Ｒ151 、Ｒ152 およびＲ153は、それぞれ一般式（ＸＩ）におけるＲ11と同義であり、また好ましい範囲も同様である。
【００８５】
以下に本発明の一般式（Ｉ）で表される化合物の具体例を示すが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００８６】
【化３０】
2005311329.tif 000032
【００８７】
【化３１】
2005311329.tif 000033
【００８８】
【化３２】
2005311329.tif 000034
【００８９】
【化３３】
2005311329.tif 000035
【００９０】
【化３４】
2005311329.tif 000036
【００９１】
【化３５】
2005311329.tif 000037
【００９２】
【化３６】
2005311329.tif 000038
【００９３】
【化３７】
2005311329.tif 000039
【００９４】
【化３８】
2005311329.tif 000040
【００９５】
【化３９】
2005311329.tif 000041
【００９６】
【化４０】
2005311329.tif 000042
【００９７】
【化４１】
2005311329.tif 000043
【００９８】
【化４２】
2005311329.tif 000044
【００９９】
【化４３】
2005311329.tif 000045
【０１００】
【化４４】
2005311329.tif 000046
【０１０１】
【化４５】
2005311329.tif 000047
【０１０２】
【化４６】
2005311329.tif 000048
【０１０３】
【化４７】
2005311329.tif 000049
【０１０４】
【化４８】
2005311329.tif 000050
【０１０５】
【化４９】
2005311329.tif 000051
【０１０６】
【化５０】
2005311329.tif 000052
【０１０７】
【化５１】
2005311329.tif 000053
【０１０８】
【化５２】
2005311329.tif 000054
【０１０９】
【化５３】
2005311329.tif 000055
【０１１０】
【化５４】
2005311329.tif 000056
【０１１１】
【化５５】
2005311329.tif 000057
【０１１２】
【化５６】
2005311329.tif 000058
【０１１３】
【化５７】
2005311329.tif 000059
【０１１４】
【化５８】
2005311329.tif 000060
【０１１５】
【化５９】
2005311329.tif 000061
【０１１６】
【化６０】
2005311329.tif 000062
【０１１７】
【化６１】
2005311329.tif 000063
【０１１８】
【化６２】
2005311329.tif 000064
【０１１９】
【化６３】
2005311329.tif 000065
【０１２０】
【化６４】
2005311329.tif 000066
【０１２１】
【化６５】
2005311329.tif 000067
【０１２２】
一般式（Ｉ）〜（XV）で表される本発明の化合物は、特公昭４４−２３０２５号、同４８−８８４２号、特開昭５３−６３３１号、特開平１０−９２５７８号、米国特許３，４４９，２５５号、同５，７６６，７７９号、Ｊ．Ａｍ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．，９４，２４１４（１９７２）、Ｈｅｌｖ．Ｃｈｉｍ．Ａｃｔａ，６３，４１３（１９８０）、ＬｉｅｂｉｇｓＡｎｎ．Ｃｈｅｍ．，１４２３（１９８２）などに記載の方法を参考にして合成できる。
【０１２３】
以下に本発明の化合物の合成法について具体例をもって説明する。
合成例１．例示化合物２の合成
【０１２４】
【化６６】
2005311329.tif 000068
【０１２５】
１−１．化合物２ａの合成
２−クロロ−３−ニトロピリジン５０．８ｇ（０．３２０モル）、炭酸カリウム９０．８ｇ（０．６５７モル）、ヨウ化銅（Ｉ）７．９０ｇ（０．０４１６モル）、トルエン３００ミリリットルを室温にて窒素雰囲気下攪拌しているところへ、アニリン４５．７ｇ（０．４９０モル）を加えた。５時間加熱還流した後、反応液を濾過し、濾液を減圧濃縮した。シリカゲルカラムクロマトグラフィー（展開溶媒：クロロホルム）にて精製した後、クロロホルム／ヘキサンにて再結晶することにより化合物２ａを４５．７ｇ（０．２１モル）得た。収率６６％。
【０１２６】
１−２．化合物２ｂの合成
化合物２ａ１７．０ｇ（０．０７９０モル）をテトラヒドロフラン１７０ミリリットルに溶解し、室温にて窒素雰囲気下攪拌しているところへハイドロサルファイトナトリウム６９．０ｇ（０．３９６モル）／水２２０ミリリットルの溶液を滴下した。１時間攪拌した後、酢酸エチル１７０ミリリットルを加え、次に炭酸水素ナトリウム１３．６ｇ（０．１６２モル）／水１４０ミリリットルの溶液を滴下した。更に４，４'−ビフェニルジカルボニルクロリド１０．０ｇ（０．０３５８モル）／酢酸エチル１００ミリリットルの溶液を滴下し、室温下５時間攪拌した。析出した固体を濾取し、水、次いで酢酸エチルで洗浄することにより化合物２ｂを１６．０ｇ（０．０２７７モル）得た。収率７７％。
【０１２７】
１−３．例示化合物２の合成
化合物２ｂ１０．０ｇ（０．０１７３モル）、ｐ−トルエンスルホン酸一水和物２．３ｇ（０．０１２１モル）にキシレン３００ミリリットルを加え、窒素雰囲気下６時間加熱還流し、共沸脱水した。反応液を室温まで冷却した後、析出した固体を濾取し、ジメチルホルムアミド／アセトニトリルにて再結晶することにより例示化合物２を５．２０ｇ（９．６２ミリモル）得た。収率５７％。融点：２９８〜３００℃。
【０１２８】
合成例２．例示化合物１８の合成
【０１２９】
【化６７】
2005311329.tif 000069
【０１３０】
【化６８】
2005311329.tif 000070
【０１３１】
２−１．化合物１８ｂの合成
化合物２ａ１５．０ｇ（０．０６９７モル）をテトラヒドロフラン１５０ミリリットルに溶解し、室温にて窒素雰囲気下攪拌しているところへハイドロサルファイトナトリウム６０．９ｇ（０．３４５モル）／水２００ミリリットルの溶液を滴下した。２時間攪拌した後、酢酸エチル１５０ミリリットルを加え、次に炭酸水素ナトリウム１２．０ｇ（０．１４３モル）／水１２０ミリリットルの溶液を滴下した。更にトリメシン酸クロリド５．２ｇ（０．０１９６モル）／酢酸エチル５０ミリリットルの溶液を滴下し、室温下３時間攪拌した。反応液に飽和食塩水を加え、酢酸エチルにて抽出した後、有機相を飽和食塩水で洗浄し、有機相を無水硫酸マグネシウムにより乾燥した。溶媒を減圧留去し、シリカゲルカラムクロマトグラフィー（展開溶媒：クロロホルム／メタノール＝１０／１（ｖｏｌ／ｖｏｌ））にて精製した後、ジメチルホルムアミド／アセトニトリルにて再結晶することにより化合物１８ｂを４．１ｇ（５．７６ミリモル）得た。収率２９％。
【０１３２】
２−２．例示化合物１８の合成
化合物１８ｂ３．７０ｇ（５．２０ミリモル）、ｐ−トルエンスルホン酸一水和物０．７ｇ（３．６８ミリモル）にキシレン１００ミリリットルを加え、窒素雰囲気下３時間加熱還流し、共沸脱水した。反応液を室温まで冷却した後、溶媒を減圧留去し、シリカゲルカラムクロマトグラフィー（展開溶媒：クロロホルム／メタノール＝２０／１（ｖｏｌ／ｖｏｌ））にて精製した後、クロロホルム／メタノールにて再結晶することにより例示化合物１８を１．７０ｇ（２．５８ミリモル）得た。収率５０％。融点：２７９〜２８１℃。
【０１３３】
合成例３．例示化合物１９の合成
３−１．化合物１９ａの合成
２−クロロ−３−ニトロピリジン５０．０ｇ（０．３１５モル）、炭酸カリウム９０．８ｇ（０．６５７モル）、ヨウ化銅（Ｉ）７．９０ｇ（０．０４１６モル）、トルエン３００ミリリットルを室温にて窒素雰囲気下攪拌しているところへ、ｍ−トルイジン４５．０ｇ（０．４２０モル）を加えた。８時間加熱還流した後、反応液を濾過し、濾液を減圧濃縮した。シリカゲルカラムクロマトグラフィー（展開溶媒：クロロホルム）にて精製した後、クロロホルム／ヘキサンにて再結晶することにより化合物１９ａを５１．０ｇ（０．２２２モル）得た。収率７１％。
【０１３４】
３−２．化合物１９ｂの合成
化合物１９ａ３２．５ｇ（０．１４２モル）をテトラヒドロフラン３２０ミリリットルに溶解し、室温にて窒素雰囲気下攪拌しているところへハイドロサルファイトナトリウム１２４ｇ（０．７１２モル）／水３２０ミリリットルの溶液を滴下し、次いでメタノール１００ミリリットルを加えた。１時間攪拌した後、酢酸エチル３８０ミリリットルを加え、次に炭酸水素ナトリウム２４．４ｇ（０．２９０モル）／水５５ミリリットルの溶液を滴下した。更にトリメシン酸クロリド１０．５ｇ（０．０３９６モル）／酢酸エチル１００ミリリットルの溶液を滴下し、室温下３時間攪拌した。反応液に飽和食塩水を加え、酢酸エチルにて抽出した後、有機相を飽和食塩水で洗浄し、有機相を無水硫酸マグネシウムにより乾燥した。溶媒を減圧留去し、シリカゲルカラムクロマトグラフィー（展開溶媒：クロロホルム／メタノール＝１０／１（ｖｏｌ／ｖｏｌ））にて精製することにより化合物１９ｂを１０．２ｇ（０．０１３５モル）得た。収率３４％。
【０１３５】
３−３．例示化合物１９の合成
化合物１９ｂ３．３０ｇ（４．３８ミリモル）、ｐ−トルエンスルホン酸一水和物０．５ｇ（２．６３ミリモル）にキシレン５０ミリリットルを加え、窒素雰囲気下３時間加熱還流し、共沸脱水した。反応液を室温まで冷却した後、溶媒を減圧留去し、シリカゲルカラムクロマトグラフィー（展開溶媒：クロロホルム／メタノール＝２０／１（ｖｏｌ／ｖｏｌ））にて精製した後、クロロホルム／メタノールにて再結晶することにより例示化合物１９を１．９７ｇ（２．８１ミリモル）得た。収率６４％。融点：２５８〜２５９℃。
【０１３６】
合成例４．例示化合物２０の合成
４−１．化合物２０ａの合成
２−クロロ−３−ニトロピリジン４５．５ｇ（０．２８６モル）、炭酸カリウム８１．１ｇ（０．５８７モル）、ヨウ化銅（Ｉ）７．１０ｇ（０．０３７３モル）、トルエン３００ミリリットルを室温にて窒素雰囲気下攪拌しているところへ、４−ｔｅｒｔ−ブチルアニリン４０．０ｇ（０．２６８モル）を加えた。８時間加熱還流した後、反応液を濾過し、濾液を減圧濃縮した。シリカゲルカラムクロマトグラフィー（展開溶媒：クロロホルム）にて精製した後、クロロホルム／ヘキサンにて再結晶することにより化合物２０ａを５２．０ｇ（０．１９２モル）得た。収率７２％。
【０１３７】
４−２．化合物２０ｂの合成
化合物２０ａ３４．８ｇ（０．１２８モル）をテトラヒドロフラン３５０ミリリットルに溶解し、室温にて窒素雰囲気下攪拌しているところへハイドロサルファイトナトリウム１１２ｇ（０．６４３モル）／水３２０ミリリットルの溶液を滴下し、次いでメタノール９０ミリリットルを加えた。１時間攪拌した後、酢酸エチル３５０ミリリットルを加え、次に炭酸水素ナトリウム２２．０ｇ（０．２６２モル）／水５０ミリリットルの溶液を滴下した。更にトリメシン酸クロリド９．５ｇ（０．０３５８モル）／酢酸エチル９０ミリリットルの溶液を滴下し、室温下２時間攪拌した。反応液に飽和食塩水を加え、酢酸エチルにて抽出した後、有機相を飽和食塩水で洗浄し、有機相を無水硫酸マグネシウムにより乾燥した。溶媒を減圧留去し、シリカゲルカラムクロマトグラフィー（展開溶媒：クロロホルム／メタノール＝１０／１（ｖｏｌ／ｖｏｌ））にて精製することにより化合物２０ｂを１２．０ｇ（０．０１３６モル）得た。収率３８％。
【０１３８】
４−３．例示化合物２０の合成
化合物２０ｂ３．００ｇ（３．４１ミリモル）、ｐ−トルエンスルホン酸一水和物０．３ｇ（１．５８ミリモル）にキシレン５０ミリリットルを加え、窒素雰囲気下３時間加熱還流し、共沸脱水した。反応液を室温まで冷却した後、析出した固体を濾取した後、クロロホルム／メタノールにて再結晶することにより例示化合物２０を２．０６ｇ（２．４９ミリモル）得た。収率７３％。融点：３００℃以上。
【０１３９】
合成例５．例示化合物２１の合成
５−１．化合物２１ａの合成
２−クロロ−３−ニトロピリジン５０．０ｇ（０．３１５モル）、炭酸カリウム９０．８ｇ（０．６５７モル）、ヨウ化銅（Ｉ）７．９０ｇ（０．０４１６モル）、トルエン３００ミリリットルを室温にて窒素雰囲気下攪拌しているところへ、ｏ−トルイジン４５．０ｇ（０．４２０モル）を加えた。８時間加熱還流した後、反応液を濾過し、濾液を減圧濃縮した。シリカゲルカラムクロマトグラフィー（展開溶媒：クロロホルム）にて精製した後、クロロホルム／ヘキサンにて再結晶することにより化合物２１ａを４６．３ｇ（０．２０２モル）得た。収率６４％。
【０１４０】
５−２．化合物２１ｂの合成
化合物２１ａ３２．５ｇ（０．１４２モル）をテトラヒドロフラン３２０ミリリットルに溶解し、室温にて窒素雰囲気下攪拌しているところへハイドロサルファイトナトリウム１２４ｇ（０．７１２モル）／水３２０ミリリットルの溶液を滴下し、次いでメタノール１００ミリリットルを加えた。１時間攪拌した後、酢酸エチル３８０ミリリットルを加え、次に炭酸水素ナトリウム２４．４ｇ（０．２９０モル）／水５５ミリリットルの溶液を滴下した。更にトリメシン酸クロリド１０．５ｇ（０．０３９６モル）／酢酸エチル１００ミリリットルの溶液を滴下し、室温下３時間攪拌した。反応液に飽和食塩水を加え、酢酸エチルにて抽出した後、有機相を飽和食塩水で洗浄し、有機相を無水硫酸マグネシウムにより乾燥した。溶媒を減圧留去し、シリカゲルカラムクロマトグラフィー（展開溶媒：クロロホルム／メタノール＝１０／１（ｖｏｌ／ｖｏｌ））にて精製することにより化合物２１ｂを８．５ｇ（０．０１１２モル）得た。収率２８％。
【０１４１】
５−３．例示化合物２１の合成
化合物２１ｂ３．３０ｇ（４．３８ミリモル）、ｐ−トルエンスルホン酸一水和物０．５ｇ（２．６３ミリモル）にキシレン５０ミリリットルを加え、窒素雰囲気下７時間加熱還流し、共沸脱水した。反応液を室温まで冷却した後、溶媒を減圧留去し、シリカゲルカラムクロマトグラフィー（展開溶媒：クロロホルム／メタノール＝２０／１（ｖｏｌ／ｖｏｌ））にて精製した後、クロロホルム／アセトニトリルにて再結晶することにより例示化合物２１を２．０２ｇ（２．８８ミリモル）得た。収率６６％。融点：２５０℃。
【０１４２】
合成例６．例示化合物２４の合成
６−１．化合物２４ａの合成
２−クロロ−３−ニトロピリジン５９．０ｇ（０．３４７モル）、炭酸カリウム１０５ｇ（０．７６０モル）、ヨウ化銅（Ｉ）９．４０ｇ（０．０４９４モル）、トルエン３００ミリリットルを室温にて窒素雰囲気下攪拌しているところへ、８−アミノキノリン７５．０ｇ（０．５２０モル）を加えた。１６時間加熱還流した後、反応液を濾過し、濾液を減圧濃縮した。シリカゲルカラムクロマトグラフィー（展開溶媒：クロロホルム）にて精製した後、クロロホルム／ヘキサンにて再結晶することにより化合物２４ａを２７．０ｇ（０．１０２モル）得た。収率２９％。
【０１４３】
６−２．化合物２４ｂの合成
化合物２４ａ２５．０ｇ（９３．９ミリモル）をテトラヒドロフラン２２０ミリリットルに溶解し、室温にて窒素雰囲気下攪拌しているところへハイドロサルファイトナトリウム８２．２ｇ（０．４７２モル）／水４２０ミリリットルの溶液を滴下し、次いでメタノール７０ミリリットルを加えた。１時間攪拌した後、酢酸エチル３８０ミリリットルを加え、次に炭酸水素ナトリウム２４．４ｇ（０．２９０モル）／水５５ミリリットルの溶液を滴下した。更にトリメシン酸クロリド７．５５ｇ（２８．４ミリモル）／酢酸エチル１００ミリリットルの溶液を滴下し、室温下３時間攪拌した。反応液に飽和食塩水を加え、酢酸エチルにて抽出した後、有機相を飽和食塩水で洗浄し、有機相を無水硫酸マグネシウムにより乾燥した。溶媒を減圧留去し、シリカゲルカラムクロマトグラフィー（展開溶媒：クロロホルム／メタノール＝１０／１（ｖｏｌ／ｖｏｌ））にて精製することにより化合物２４ｂを７．８６ｇ（９．０９ミリモル）得た。収率３２％。
【０１４４】
６−３．例示化合物２４の合成
化合物２４ｂ５．００ｇ（５．７８ミリモル）、ｐ−トルエンスルホン酸一水和物０．５ｇ（２．６３ミリモル）にキシレン１００ミリリットルを加え、窒素雰囲気下５時間加熱還流し、共沸脱水した。反応液を室温まで冷却した後、溶媒を減圧留去し、シリカゲルカラムクロマトグラフィー（展開溶媒：クロロホルム／メタノール＝２０／１（ｖｏｌ／ｖｏｌ））にて精製した後、クロロホルム／アセトニトリルにて再結晶することにより例示化合物２４を１．８７ｇ（２．３１ミリモル）得た。収率４０％。融点：３８４℃
【０１４５】
合成例７．
【０１４６】
【化６９】
2005311329.tif 000071
【０１４７】
７−１．化合物１０１ｂの合成
化合物２ａ５０．０ｇ（０．２３２モル）をテトラヒドロフラン５００ミリリットルに溶解させ、窒素雰囲気下、室温で攪拌しているところに、ハイドロサルファイトナトリウム２００ｇ（１．１４９モル）／水７００ミリリットルの溶液を滴下した。更にメタノール２０ミリリットルを加えて、１時間攪拌した。次に、酢酸エチル５００ミリリットルを加えて、炭酸水素ナトリウム４０ｇ（０．４７６モル）／水４００ミリリットルの溶液を加えた。更に５−ブロモイソフタロイルクロリド６５．４ｇ（０．２３２モル）／酢酸エチル１５０ミリリットルの溶液を滴下し、室温で５時間攪拌した。酢酸エチルで抽出し、水、飽和食塩水で順次洗浄した後、無水硫酸マグネシウムで乾燥し、溶媒を減圧留去した。シリカゲルカラムクロマトグラフィー（展開溶媒：クロロホルム）で精製した後、クロロホルム／ヘキサンで再結晶することにより化合物１０１ｂを２９．６ｇ（０．０５１モル）得た。収率２２％。
【０１４８】
７−２．化合物１０１ｃの合成
化合物１０１ｂ３０ｇ（０．０５モル）をキシレン１リットルに溶解させ、ｐ−トルエンスルホン酸一水和物４．７ｇ（０．０２５モル）を加え、窒素雰囲気下、２時間加熱還流しながら共沸脱水を行った。反応液を室温まで冷却した後、析出した固体を濾取し、エタノール／クロロホルムで再結晶することにより、化合物１０１ｃを１６．３ｇ（０．０３モル）得た。収率５８％。
【０１４９】
７−３．例示化合物１０１の合成
化合物１０１ｃ５００ミリグラム（０．９２ミリモル）と化合物１０１ｄ３３２ミリグラム（１．０１ミリモル）をエチレングリコールジメチルエーテル２０ミリリットルおよび水１０ミリリットルに懸濁させた。この懸濁液に炭酸ナトリウム２１４．５ミリグラム（２．０２ミリモル）、パラジウムカーボン１５ミリグラム、トリフェニルホスフィン１２ミリグラムを加え、２時間加熱還流した。加熱停止後、熱時濾過で触媒を除き、濾液を酢酸エチルで抽出後、硫酸マグネシウムで乾燥し、溶媒留去した。残渣をクロロホルムから再結晶し、例示化合物１０１を１８０ミリグラム（０．２７ミリモル）得た。収率２９％。
【０１５０】
続いて、本発明における光電変換素子についてその好ましい態様について述べる。
本発明における光電変換素子とは、光を吸収して電子に変える光電変換層を含み、かつ、その電子を分離するために必要な電極間材料や電極を含む。その好ましい構成としては、まず基板上に積層される光電変換素子が一つの光電変換素子の場合として、下から[1]下部電極層、電子輸送性材料層、ホール輸送性材料層、透明電極という構成、[2]下部電極層、ホール輸送性材料層、電子輸送性材料層、透明電極という構成などが挙げられるが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、電子輸送性材料を二つ以上の層に分割しても良いし、ホール輸送性材料層を二つ以上に分割しても構わない。例えば、[3]下部電極層、電子輸送性材料層、電子輸送性材料層、ホール輸送性材料層、透明電極という構成、[4]部電極層、電子輸送性材料層、ホール輸送性材料層、ホール輸送性材料、透明電極という構成、[5]下部電極層、電子輸送性材料層、電子輸送性材料層、ホール輸送性材料層、ホール輸送性材料、透明電極という構成である。さらに、基板上に積層される光電変換素子が二つの場合は、基本的に光電変換素子が一つの場合の組み合わせを作成することができる。すなわち、例えば、[1]と[1]との組み合わせである下から下部電極層、電子輸送性材料層、ホール輸送性材料層、透明電極、層間絶縁膜、下部電極層（透明電極）、電子輸送性材料層、ホール輸送性材料層、透明電極という構成や、[1]と[2]の組み合わせである下部電極層、電子輸送性材料層、ホール輸送性材料層、透明電極、層間絶縁膜、下部電極層（透明電極）、ホール輸送性材料層、電子輸送性材料層、透明電極という構成などが挙げられ、そのような複数層の構成は基本的に[1]、[2]、[3]、[4]、[5]から選ばれる組み合わせで任意に構成しても良いし、[1]、[2] [3]、[4]、[5]以外の他の構成と[1]、[2]、[3]、[4]、[5]とを任意に組み合わせても良い。基板上に少なくとも二つの光電変換素子を積層することは、一つの場合よりも単位面積あたりの光利用効率が上がるため、本発明ではより好ましく構成要件として挙げることができる。さらに、基板上に少なくとも三つの光電変換素子を積層することは、さらに光利用効率を上げることができるため、本発明では特に好ましい。特に少なくとも３つの場合では、青色光電変換素子、緑色光電変換素子、赤色光電変換素子を作成することができるため、フルカラー撮像素子を作成することが可能となる。そのため、本発明では非常に好ましい。当然のことながら、基板上に少なくとも三つの光電変換素子を積層する場合の構成は、二つの場合と同様に、[1]、[2]から選ばれる任意の組み合わせや他の構成と[1]、[2]との組み合わせが挙げられ、もちろん、それ以外の組み合わせでも構わない。
【０１５１】
上記電極として考えられる材料は、例えば、Ｌｉ、Ｎａ、Ｍｇ、Ｋ、Ｃａ、Ｒｂ、Ｓｒ、Ｃｓ、Ｂａ、Ｆｒ、Ｒａ、Ｓｃ、Ｔｉ、Ｙ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ、Ｍｎ、Ｔｃ、Ｒｅ、Ｆｅ、Ｒｕ、Ｏｓ、Ｃｏ、Ｒｈ、Ｉｒ、Ｎｉ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ｚｎ、Ｃｄ、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｔｌ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｐｂ、Ｐ、Ａｓ、Ｓｂ、Ｂｉ、Ｓｅ、Ｔｅ、Ｐｏ、Ｂｒ、Ｉ、Ａｔ、Ｂ、Ｃ、Ｎ、Ｆ、Ｏ、Ｓ、Ｎの中から選ばれる任意の組み合わせで良いが、本発明において特に好ましいのはＡｌ、Ｐｔ、Ｗ、Ａｕ、Ａｇ、Ｔａ、Ｃｕ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｔｉ、Ｎｉ、Ｐｄ、Ｚｎである。
また、本発明におけるホール輸送性材料は無機材料であっても、有機材料であっても構わないが、本発明では有機材料が含まれている場合、特に好ましく用いることができるため、その好ましく用いることのできる例を記載する。例えば、ポリ-N-ビニルカルバゾール誘導体、ポリフェニレンビニレン誘導体、ポリフェニレン、ポリチオフェン、ポリメチルフェニルシラン、ポリアニリン、トリアゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、イミダゾール誘導体、ポリアリールアルカン誘導体、ピラゾリン誘導体及びピラゾロン誘導体、フェニレンジアミン誘導体、アリールアミン誘導体、アミノ置換カルコン誘導体、オキサゾール誘導体、カルバゾール誘導体、スチリルアントラセン誘導体、フルオレノン誘導体、ヒドラゾン誘導体、スチルベン誘導体、ポリフィリン誘導体（フタロシアニン等）、芳香族三級アミン化合物及びスチリルアミン化合物、ブタジエン化合物、ベンジジン誘導体、ポリスチレン誘導体、トリフェニルメタン誘導体、テトラフェニルベンジン誘導体、スターバーストポリアミン誘導体等が使用可能である。また、有機色素を用いることも非常に好ましく、上記の材料を光を吸収する構造を持たせることや、他にも金属錯体色素、シアニン系色素、メロシアニン系色素、フェニルキサンテン系色素、トリフェニルメタン系色素、ロダシアニン系色素、キサンテン系色素、大環状アザアヌレン系色素、アズレン系色素、ナフトキノン、アントラキノン系色素、アントラセン、ピレン等の縮合多環芳香族及び芳香環乃至複素環化合物が縮合した鎖状化合物、キノリン、ベンゾチアゾール、ベンゾオキサゾール等の２ケの含窒素複素環、スクアリリウム基及びクロコニツクメチン基により結合したシアニン系類似の色素等を好ましく用いることができる。金属錯体色素である場合、ジチオール金属錯体系色素、金属フタロシアニン色素、金属ポルフィリン色素又はルテニウム錯体色素が好ましく、ルテニウム錯体色素が特に好ましい。ルテニウム錯体色素としては、例えば米国特許4927721号、同4684537号、同5084365号、同5350644号、同5463057号、同5525440号、特開平7-249790号、特表平10-504512 号、WO98/50393号、特開2000-26487号等に記載の錯体色素等が挙げられる。また、シアニン色素、メロシアニン色素、スクワリリウム色素などのポリメチン色素の具体例としては特開平11-35836号、特開平11-67285号、特開平11-86916号、特開平11-97725号、特開平11-158395号、特開平11-163378号、特開平11-214730 号、特開平11-214731号、特開平11-238905号、特開2000-26487号、欧州特許892411号、同911841号及び同991092号の各明細書に記載の色素である。
【０１５２】
なお、本発明においてはこれらの材料を必要に応じて、ポリマ−バインダ−内に含有させても良い。そのように用いられるポリマ−バインダ−としては、例えば、ポリ塩化ビニル、ポリカ−ボネ−ト、ポリスチレン、ポリメチルメタクリレ−ト、ポリブチルメタクリレ−ト、ポリエステル、ポリスルホン、ポリフェニレンオキシド、ポリブタジエン、炭化水素樹脂、ケトン樹脂、フェノキシ樹脂、ポリアミド、エチルセルロ−ス、酢酸ビニル、ＡＢＳ樹脂、ポリウレタン、メラミン樹脂、不飽和ポリエステル、アルキド樹脂、エポキシ樹脂、シリコン樹脂、ポリビニルブチラ−ル、ポリビニルアセタ−ル等を挙げることができる。
また、本発明においては１対の電極間に、ｐ型半導体層とｎ型半導体層とを有し、該ｐ型半導体とｎ型半導体の少なくともいずれかが有機半導体であり、かつ、それらの半導体層の間に、該ｐ型半導体およびｎ型半導体を含むバルクヘテロ接合構造層を中間層として有する光電変換膜（感光層）を含有する場合が好ましい。このような場合、光電変換膜において、有機層にバルクへテロ接合構造を含有させることにより有機層のキャリア拡散長が短いという欠点を補い、光電変換効率を向上させることができる。なお、バルクへテロ接合構造については、特願２００４−０８０６３９号において詳細に説明されている。
本発明において、１対の電極間にｐ型半導体の層とｎ型半導体の層で形成されるｐｎ接合層の繰り返し構造（タンデム構造）の数を２以上有する構造を持つ光電変換膜（感光層）を含有する場合が好ましく、さらに好ましくは、前記繰り返し構造の間に、導電材料の薄層を挿入する場合である。ｐｎ接合層の繰り返し構造（タンデム構造）の数はいかなる数でもよいが、光電変換効率を高くするために好ましくは２〜５０であり、さらに好ましくは２〜３０であり、特に好ましくは２または１０である。導電材料としては銀または金が好ましく、銀が最も好ましい。なお、タンデム構造については、特願２００４−０７９９３０号において詳細に説明されている。
【０１５３】
１対の電極間にｐ型半導体の層、ｎ型半導体の層、（好ましくは混合・分散（バルクヘテロ接合構造）層）を持つ光電変換膜において、ｐ型半導体及びｎ型半導体のうちの少なくとも１方に配向制御された有機化合物を含むことを特徴とする光電変換膜の場合が好ましく、さらに好ましくは、ｐ型半導体及びｎ型半導体の両方に配向制御された（可能な）有機化合物を含む場合である。光電変換膜の有機層に用いられる有機化合物としては、π共役電子を持つものが好ましく用いられるが、このπ電子平面が、基板（電極基板）に対して垂直ではなく、平行に近い角度で配向しているほど好ましい。基板に対する角度として好ましくは０°以上８０°以下であり、さらに好ましくは０°以上６０°以下であり、さらに好ましくは０°以上４０°以下であり、さらに好ましくは０°以上２０°以下であり、特に好ましくは０°以上１０°以下であり、最も好ましくは０°（すなわち基板に対して平行）である。上記のように、配向の制御された有機化合物の層は、有機層全体に対して一部でも含めば良いが、好ましくは、有機層全体に対する配向の制御された部分の割合が１０％以上の場合であり、さらに好ましくは３０％以上、さらに好ましくは５０％以上、さらに好ましくは７０％以上、特に好ましくは９０％以上、最も好ましくは１００％である。このような状態は、光電変換膜において、有機層の有機化合物の配向を制御することにより有機層のキャリア拡散長が短いという欠点を補い、光電変換効率を向上させるものである。
【０１５４】
有機化合物の配向が制御されている場合において、さらに好ましくはヘテロ接合面（例えばｐｎ接合面）が基板に対して平行ではない場合である。ヘテロ接合面が、基板（電極基板）に対して平行ではなく、垂直に近い角度で配向しているほど好ましい。基板に対する角度として好ましくは１０°以上９０°以下であり、さらに好ましくは３０°以上９０°以下であり、さらに好ましくは５０°以上９０°以下であり、さらに好ましくは７０°以上９０°以下であり、特に好ましくは８０°以上９０°以下であり、最も好ましくは９０°（すなわち基板に対して垂直）である。上記のような、ヘテロ接合面の制御された有機化合物の層は、有機層全体に対して一部でも含めば良い。好ましくは、有機層全体に対する配向の制御された部分の割合が１０％以上の場合であり、さらに好ましくは３０％以上、さらに好ましくは５０％以上、さらに好ましくは７０％以上、特に好ましくは９０％以上、最も好ましくは１００％である。このような場合、有機層におけるヘテロ接合面の面積が増大し、界面で生成する電子、正孔、電子正孔ペア等のキャリア量が増大し、光電変換効率の向上が可能となる。以上の、有機化合物のヘテロ接合面とπ電子平面の両方の配向が制御された光電変換膜（光電変換膜）において、特に光電変換効率の向上が可能である。これらの状態については、特願２００４−０７９９３１号において詳細に説明されている。
【０１５５】
光吸収の点では有機色素層の膜厚は大きいほど好ましいが、電荷分離に寄与しない割合を考慮すると、本発明における有機色素層の膜厚として好ましくは、３０ｎｍ以上３００ｎｍ以下、さらに好ましくは５０ｎｍ以上２５０ｎｍ以下、特に好ましくは８０ｎｍ以上２００ｎｍ以下である。
また、本発明における透明電極の材料は、基本的に何であっても構わない。例えば、金属、合金、金属酸化物、有機導電性化合物、これらの混合物等が好適に挙げられ、具体例としては、酸化錫、酸化亜鉛、酸化インジウム、酸化インジウム亜鉛（ＩＺＯ）、酸化インジウム錫（ＩＴＯ）等の導電性金属酸化物、金、白金、銀、クロム、ニッケル等の金属、更にこれらの金属と導電性金属酸化物との混合物又は積層物、ヨウ化銅、硫化銅などの無機導電性物質、ポリアニリン、ポリチオフェン、ポリピロ−ル等の有機導電性材料、これらとＩＴＯとの積層物、などが挙げられる。また、沢田豊監修「透明導電膜の新展開」（シーエムシー刊、1999年）、日本学術振興会著「透明導電膜の技術」（オーム社、１９９９年）等に詳細に記載されているものを用いても良い。しかし、本発明において、特に好ましいのは、ＩＴＯ、ＩＺＯ、ＳｎＯ2、ＡＴＯ、ＺｎＯ、ＴｉＯ2、ＦＴＯのいずれかの材料を含むことである。本発明における透明電極の透過率は、光電変換層の吸収ピーク波長において、６０％以上が好ましく、より好ましくは８０％以上で、より好ましくは９０％以上、より好ましくは９５％以上である。また表面抵抗は、１００００Ω／□以下が好ましく、より好ましくは、１００Ω／□以下、より好ましくは１０Ω／□以下である。厚みは薄い方が好ましく、０．５μｍ以下が好ましく、より好ましくは０．３μｍ以下、より好ましくは０．１５μｍ以下である。
【０１５６】
また、本発明における光電変換素子の作成の仕方は、基本的にどんな方法であっても良い。抵抗加熱真空蒸着装置、ＲＦスパッタ装置、ＤＣスパッタ装置、対向ターゲット式スパッタ装置、ＣＶＤ、ＭＢＥ、ＰＬＤなどを挙げることができるが、本発明はこれに限定されるものではない。
また、本発明の光電変換素子には素子を構成している各層への水分や酸素の侵入を防止するための封止層を設けることが望ましい。これらの封止材料としては、テトラフルオロエチレンと少なくとも１種のコモノマーを含む共重合体、共重合主鎖に環状構造を有する含フッ素共重合体、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリメチルメタクリレート、ポリイミド、ポリユリア、ポリテトラフルオロエチレン、ポリクロロトリフルオロエチレン、ポリジクロロジフルオロエチレンやクロロトリフルオロエチレンとジクロロジフルオロエチレンとの共重合体、吸水率１％以上の吸水性物質および吸水率０．１％以下の防湿性物質、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｐｂ、Ａｕ、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｎｉ等の金属、ＭｇＯ、ＳｉＯ、ＳｉＯ2、Ｓｉ3Ｎ4、Ａｌ2Ｏ3、ＧｅＯ、ＮｉＯ、ＣａＯ、ＢａＯ、Ｆｅ2Ｏ3、Ｙ2Ｏ3、ＴｉＯ2等の金属酸化物、ＭｇＦ2、ＬｉＦ、ＡｌＦ3、ＣａＦ2等の金属フッ化物、パーフルオロアルカン、パーフルオロアミン、パーフルオロエーテル等の液状フッ素化炭素および等該液状フッ素化炭素に水分や酸素を吸着する吸着剤を分散させたもの等が用いられる。
電荷転送／読み出し部位については特開昭５８−１０３１６６、特開昭５８−１０３１６５、特開２００３−３３２５５１等を参考にすることができる。半導体基板上にＭＯＳトランジスタが各画素単位に形成された構成や、あるいは、素子としてＣＣＤを有する構成を適宜採用することができる。例えばＭＯＳトランジスタを用いた光電変換素子の場合、電極を透過した入射光によって光導電膜の中に電荷が発生し、電極に電圧を印加することにより電極と電極との間に生じる電界によって電荷が光導電膜の中を電極まで走行し、さらにＭＯＳトランジスタの電荷蓄積部まで移動し、電荷蓄積部に電荷が蓄積される。電荷蓄積部に蓄積された電荷は、ＭＯＳトランジスタのスイッチングにより電荷読出し部に移動し、さらに電気信号として出力される。これにより、フルカラーの画像信号が、信号処理部を含む固体撮像装置に入力される。
一定量のバイアス電荷を蓄積ダイオードに注入して（リフレッシュモード）おき、一定の電荷を蓄積（光電変換モード）後、信号電荷を読み出すことが可能である。受光素子そのものを蓄積ダイオードとして用いることもできるし、別途、蓄積ダイオードを付設することもできる。
【０１５７】
信号の読み出しについてさらに詳細に説明する。信号の読み出しは、通常のカラー読み出し回路を用いることができる。受光部で光／電気変換された信号電荷もしくは信号電流は、受光部そのものもしくは付設されたキャパシタで蓄えられる。蓄えられた電荷は、Ｘ−Ｙアドレス方式を用いたＭＯＳ型撮像素子（いわゆるＣＭＯＳセンサー）の手法により、画素位置の選択とともに読み出される。他には、アドレス選択方式として、１画素づつ順次マルチプレクサスイッチとデジタルシフトレジスタで選択し、共通の出力線に信号電圧（または電荷）として読み出す方式が挙げられる。２次元にアレイ化されたＸ−Ｙアドレス操作の撮像素子がＣＭＯＳセンサーとして知られる。これは、Ｘ−Ｙの交点に接続された画素に儲けられたスイッチは垂直シフトレジスタに接続され、垂直操走査シフトレジスタからの電圧でスイッチがオンすると同じ行に儲けられた画素から読み出された信号は、列方向の出力線に読み出される。この信号は水平走査シフトレジスタにより駆動されるスイッチを通して順番に出力端から読み出される。
【０１５８】
出力信号の読み出しには、フローティングディフュージョン検出器や、フローティングゲート検出器を用いることができる。また画素部分に信号増幅回路を設けることや、相関二重サンプリング（Ｃｏｒｒｅｌａｔｅｄ  Ｄｏｕｂｌｅ  Ｓａｍｐｌｉｎｇ）の手法などにより、Ｓ／Ｎの向上をはかることができる。
信号処理には、ＡＤＣ回路によるガンマ補正、ＡＤ変換機によるデジタル化、輝度信号処理や、色信号信号処理を施すことができる。色信号処理としては、ホワイトバランス処理や、色分離処理、カラーマトリックス処理などが挙げられる。ＮＴＳＣ信号に用いる際は、ＲＧＢ信号をＹＩＱ信号の変換処理を施すことができる。
【０１５９】
電荷転送・読み出し部位は電荷の移動度が100cm2／volt・sec以上であることが必要であり、この移動度は、材料をＩＶ族、ＩＩＩ−Ｖ族、ＩＩ−ＶＩ族の半導体から選択することによって得ることができる。その中でも微細化技術が進んでいることと、低コストであることからシリコン半導体（Ｓｉ半導体共記す）が好ましい。電荷転送・電荷読み出しの方式は数多く提案されているが、何れの方式でも良い。特に好ましい方式はCMOS型あるいはCCD型のデバイスである。更に本発明の場合、CMOS型の方が高速読み出し、画素加算、部分読み出し、消費電力などの点で好ましいことが多い。
デバイスのチップサイズは、ブローニーサイズ、135サイズ、APSサイズ、１／1.8インチ、さらに小型のサイズでも選択することができる。本発明の積層光電変換素子の画素サイズは複数の電磁波吸収・光電変換部位の最大面積に相当する円相当直径で表す。いずれの画素サイズであっても良いが、２−２０ミクロンの画素サイズが好ましい。さらに好ましくは２−１０ミクロンであるが、３−８ミクロンが特に好ましい。
画素サイズが２０ミクロンを超えると解像力が低下し、画素サイズが２ミクロンよりも小さくてもサイズ間の電波干渉のためか解像力が低下する。
本発明の光電変換素子は、デジタルスチルカメラに利用することが出来る。また、TVカメラに用いることも好ましい。その他の用途として、デジタルビデオカメラ、下記用途などでの監視カメラ（オフィスビル、駐車場、金融機関・無人契約機、ショッピングセンター、コンビニエンスストア、アウトレットモール、百貨店、パチンコホール、カラオケボックス、ゲームセンター、病院）、その他各種のセンサー（テレビドアホン、個人認証用センサー、ファクトリーオートメーション用センサー、家庭用ロボット、産業用ロボット、配管検査システム）、医療用センサー（内視鏡、眼底カメラ）、テレビ会議システム、テレビ電話、カメラつきケータイ、自動車安全走行システム（バックガイドモニタ、衝突予測、車線維持システム）、テレビゲーム用センサーなどの用途に用いることが出来る。
中でも、本発明の光電変換素子は、テレビカメラ用途としても適するものである。その理由は、色分解光学系を必要としないためにテレビカメラの小型軽量化を達成することが出来るためである。また、高感度で高解像力を有することから、ハイビジョン放送用テレビカメラに特に好ましい。この場合のハイビジョン放送用テレビカメラとは、デジタルハイビジョン放送用カメラを含むものである。
更に、本発明の光電変換素子においては、光学ローパスフィルターを不要とすることが出来、更なる高感度、高解像力が期待できる点で好ましい。
更に、本発明の光電変換素子においては厚みを薄くすることが可能であり、かつ色分解光学系が不要となる為、「日中と夜間のように異なる明るさの環境」、「静止している被写体と動いている被写体」など、異なる感度が要求される撮影シーン、その他分光感度、色再現性に対する要求が異なる撮影シーンに対して、本発明の光電変換素子を交換して撮影する事により1台のカメラにて多様な撮影のニーズにこたえることが出来、同時に複数台のカメラを持ち歩く必要がない為、撮影者の負担も軽減する。交換の対象となる光電変換素子としては、上記の他に赤外光撮影用、白黒撮影用、ダイナミックレンジの変更を目的に交換光電変換素子を用意することが出来る。
本発明のTVカメラは、映像情報メディア学会編、テレビジョンカメラの設計技術（1999年8月20日、コロナ社発行、ISBN 4-339-00714-5）第2章の記述を参考にし、例えば図２．１テレビカメラの基本的な構成の色分解光学系及び撮像デバイスの部分を、本発明の光電変換素子と置き換えることにより作製することができる。
上述の積層された受光素子は、配列することで撮像素子として利用することができるだけでなく、単体としてバイオセンサや化学センサーなどの光センサやカラー受光素子としても利用可能である。
[実施例]
【０１６０】
以下に本発明の実施例を述べるが、もちろん、本発明はこれに限定されたものではない。
【実施例１】
【０１６１】
［光電変換素子Ａ１〜Ａ７の作成］
２．５ｃｍ角のコーニング１７３７ガラス基板を、アセトン、セミコクリーン、イソプロピルアルコール（ＩＰＡ）でそれぞれ１５分超音波洗浄した。最後にＩＰＡ煮沸洗浄を行った後、ＵＶ／Ｏ3洗浄を行った。その基板をスパッタ室に移動し、ＩＴＯ幅５ｍｍ電極間隔５ｍｍのパターン２本になるようなマスクと共に基板ホルダーに固定して室内を３×１０-5Ｐａに減圧した。その基板にＩＴＯを厚み０．２μｍでスパッタ製膜した。得られたＩＴＯの表面抵抗は、７Ω／□であった。その基板を有機層蒸着室に移動し、室内を３×１０-4Ｐａに減圧した。その後、基板ホルダーを回転させながら、下記のルテニウム錯体を、蒸着速度３〜４Å／ｓｅｃで厚み４００Åとなるように蒸着し、この上に、化合物１１９を厚み６００Åになるように蒸着し、製膜した。その後Ａｌを厚み０．０２μｍで抵抗加熱真空蒸着装置にて製膜した。その上から再びＩＴＯを厚み０．２０μｍで製膜した（素子Ａ１）。化合物１１９を、化合物２１、化合物Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ及びＡｌｑ（トリス−８−ヒドロキシキノリンアルミニウム）にそれぞれ替えて、素子Ａ１と同様にして素子Ａ２〜Ａ７を作成した。また、透明なガラス上に化合物１１９、２１、化合物Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ及びＡｌｑそれぞれのみを２０００Åに製膜し、ＡＣ−１にてイオン化ポテンシャルを求めた（ＡＣ−１で測定できないほど大きな値のものは、ＵＰＳにて測定を行った）。これらの素子Ａ１〜Ａ７それぞれに白色光を１／１００秒にて照射し、流れた電流から発生した電子数を計算し、量子効率を求めた。その結果を表１に示した。なお、Ａｌ付きＩＴＯ（上部電極）に、ＩＴＯ（下部電極）に対して３Ｖの電圧を印加して試験を行った。光照射前に電流が流れてしまう場合、その電流値を光入射時の電流値から引くことで量子効率を求めた。
表１
【０１６２】
【表１】
2005311329.tif 000072
【０１６３】
【化７０】
2005311329.tif 000073
【０１６４】
【化７１】
2005311329.tif 000074
【０１６５】
【化７２】
2005311329.tif 000075
【０１６６】
【化７３】
2005311329.tif 000076
【０１６７】
【化７４】
2005311329.tif 000077
【０１６８】
表１から、明らかなように化合物のイオン化ポテンシャルが大きくなるにつれ、効率が向上することがわかる。特に、約６．０ｅＶ以上では、効率が３０％にも達し、６．８ｅＶ以上では、４６％にも至る。
【実施例２】
【０１６９】
［光電変換素子Ｂ１〜Ｂ７の作成］
実施例１の素子Ａ１〜Ａ７それぞれにおいてルテニウム錯体を用いる代わりに、下記の亜鉛フタロシアニンを用いて同様の赤色光電変換素子を作成し、その上に実施例１の素子を積層し、二つの素子に関して実施例１と同様の評価を行った結果、実施例１と全く同様の傾向が得られた。なお、表２にルテニウム錯体、亜鉛フタロシアニン、化合物Ｅのイオン化ポテンシャルを示した。
表２
【０１７０】
【表２】
2005311329.tif 000078
【実施例３】
【０１７１】
［光電変換素子Ｃ１〜Ｃ７の作成］
実施例１の素子Ａ１〜Ａ７それぞれにおいてルテニウム錯体を用いた代わりに、下記化合物Ｅを用いた素子を積層し、実施例１と同様の評価を行った。その結果が表３である。この結果をみると、化合物Ｅと同等以下のイオン化ポテンシャルを有する材料は、効率が大きく低下することがわかる。すなわち、本発明における該電子輸送性有機材料のイオン化ポテンシャルは、該ホール輸送性材料のイオン化ポテンシャルよりも大きいことが望ましいことがわかる。特に青色変換素子において有効である。もちろん、このような化合物を見出すことは膜質やいろいろな理由から難しく、本発明はその困難を乗り越え発見されたものである。
表３
【０１７２】
【表３】
2005311329.tif 000079
【０１７３】
【化７５】
2005311329.tif 000080
【０１７４】
【化７６】
2005311329.tif 000081
【実施例４】
【０１７５】
［光電変換素子Ｄ１〜Ｄ７の作成］
実施例１において、ルテニウム錯体を用いる代わりに、下記化合物１２０を用いて同様の光電変換素子を作成し、実施例１と同様の評価を行った結果、実施例１と全く同様の傾向が得られた。
化合物１２０
【０１７６】
【化７７】
2005311329.tif 000082
【実施例５】
【０１７７】
［光電変換素子Ｅ１〜Ｅ７の作成］
実施例１と同様のＩＴＯ基板を準備し、その上にｍ−ＭＴＤＡＴＡを厚み２０ｎｍで蒸着し、その後化合物１２０を厚み１００ｎｍで蒸着し  この上に、厚み５０ｎｍで製膜する材料を、７種類（化合物１１９、２１、化合物Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ及びＡｌｑ（トリス−８−ヒドロキシキノリンアルミニウム））変化させて７種類の素子を作成した。さらに、その７種類の素子全てに化合物１２１を厚み２０ｎｍで蒸着し、その後Ａｌを厚み０．０２μｍで抵抗加熱真空蒸着装置にて製膜した。その上から再びＩＴＯを厚み０．２０μｍで製膜した。これらの素子Ｅ１〜Ｅ７を実施例１と同様に評価した結果、実施例１と同様の効果が見られた。
化合物１２１
【０１７８】
【化７８】
2005311329.tif 000083
【実施例６】
【０１７９】
［光電変換素子Ｆ１〜Ｆ６の作成］
実施例１と同様のＩＴＯ基板を準備し、その上にｍ−ＭＴＤＡＴＡを厚み２０ｎｍで蒸着し、その後化合物１２０を厚み１００ｎｍで蒸着し  この上に、厚み５０ｎｍでＡｌｑ（トリス−８−ヒドロキシキノリンアルミニウム）を蒸着し、その上から６種類（化合物１１９、２１、化合物Ａ、Ｂ、Ｃ及びＤ）の材料を変化させて厚み２０ｎｍで蒸着し６種類の素子を作成した。その後Ａｌを厚み０．０２μｍで抵抗加熱真空蒸着装置にて製膜し、その上から再びＩＴＯを厚み０．２０μｍで製膜した。この素子を実施例１と同様に評価した結果、実施例１と同様の効果が見られた。
【実施例７】
【０１８０】
実施例５、及び６において、有機材料の蒸着を完全に上下反対（一番上の層がｍ−ＭＴＤＡＴＡ、一番下が化合物１２１）にして素子を作成し、評価した結果、実施例５及び６と同様の結果が得られた。なお、実施例５とバイアスの印加方向は逆とした。実施例５は電子を上部電極に取り出すが、本例では電子を下部に取り出すためである。
以下では、上記実施例の光電変換素子を用いた撮像素子について説明する。
【実施例８】
【０１８１】
［撮像素子の作成］
本発明における電荷転送部基板は、以下のようなものを用いることができる。
図１は本発明の実施形態に用いる電荷転送部基板の概略構成を示す図である。この方式の一つの特徴について触れると、受光部は、ある受光部に隣接する受光部を水平及び垂直方向の画素ピッチの半分ずらした位置に配した、すなわち受光部の画素配列をハニカム状に配置したいわゆるハニカム配列のＣＣＤ撮像素子（以下、ハニカムＣＣＤという）を固体撮像素子として用いる。このハニカムＣＣＤの詳細構成は、特開平１０−１３６３９１号公報などに開示されている。
【０１８２】
受光部１０５は、隣接する受光部に対して水平及び垂直方向において画素ピッチの半分ずらした状態で配列される。すなわち、ある受光部において水平及び垂直方向に形成される正方格子の中心点の位置にそれぞれ隣接する受光部が配置される。これにより、水平及び垂直方向における画素ピッチの１／√２のピッチの正方格子を４５度傾けた状態に受光部が配列された撮像領域が構成される。
【０１８３】
これらの受光部１０５は、後ほど作成されるが、この受光部の位置に信号電荷蓄積部を設ける。従来の撮像素子は、図１においてＰ型低濃度不純物領域（P-well）とＮ型高濃度不純物層１０５ａ及び表面のＰ型高濃度不純物層１０５ｂからなる埋め込みフォトダイオードを作成するが、本発明においては、Ｐ型高濃度不純物層１０５ｂを作成せず、受光部の下部電極を直接Ｎ型高濃度不純物層１０５ａに直結する。すなわち、基板作成プロセスの後半で、図２に示すように、Ｎ型高濃度不純物層１０５ａの上にプラグαと下部電極βを作成する。該下部電極は、Ａｌを用いる。なお、それ以外のプロセスは従来のＣＣＤ撮像素子と類似である。すなわち、受光部１０５の周囲の隣接した領域には、垂直方向（図中縦方向）に蛇行して延在した形で、受光部１０５において蓄積した電荷を転送するＮ型高濃度不純物による電荷転送路１０６が配設されている。電荷転送路１０６の上部には、第１層１０１と第２層１０２の２層構造のポリシリコン電極による転送電極１１１、１１２、１１３、１１４が形成されている。２層ポリシリコン電極は、第１層１０１を形成した後、端部が重なるように絶縁膜１０９を介して第２層１０２を形成したものである。これらの転送電極１１１、１１２、１１３、１１４によって例えばφ１、φ２、φ３、φ４の４相の転送パルスを印加して電荷転送路１０６を駆動し、全画素読み出しが可能である。
【０１８４】
受光部１０５の外周の一側部には、光電変換により蓄積された電荷を電荷転送路１０６へ読み出す読み出しゲート１０７が設けられ、他方の側部には上下方向にわたって隣の画素列の電荷転送路に電荷が流れないように堰き止めるＰ型高濃度不純物による素子分離領域（チャネルストップ）１０８が形成されている。また、受光部１０５及び電荷転送路１０６、第１層ポリシリコン電極１０１、第２層ポリシリコン電極１０２の表面には、それぞれＳｉＯ2 等の酸化膜による絶縁膜１０９が形成され、この絶縁膜１０９によって互いに電気的に絶縁されている。
【０１８５】
このようなハニカムＣＣＤでは、転送電極を２層ポリシリコン構造としても全画素読み出しに対応できるため、製造プロセスを簡略化できる。また、一画素あたり４電極を配置することができる。この場合、４相の転送パルスで駆動することによって、扱う電荷量を３相駆動の場合の約１．５倍大きくすることができる。ハニカムＣＣＤの構造では、従来の正方格子ＣＣＤに比べて、受光部の面積を相対的に大きくでき、しかも水平・垂直の解像度が高いことから、微細化（高密度化、多画素化）していった場合でも高感度の固体撮像素子が得られる。
【０１８６】
図３は本発明の第１実施形態に係る固体撮像装置の構成を示す平面図である。本実施形態におけるハニカムＣＣＤは、前述したように、受光部１０５と、それに隣接する電荷転送路１０６及び転送電極１１１〜１１４からなる垂直電荷転送部（ＶＣＣＤ）１２２とが二次元平面状に配置されている。受光部１０５における一水平画素行は隣接する画素行に対して水平方向に水平画素ピッチの１／２だけ互いにずれており、また一垂直画素列は隣接する画素列に対して垂直方向（縦方向）に垂直画素ピッチの１／２だけずれて配列されていわゆるハニカム配列を構成している。ＶＣＣＤ１２２は、一画素に対して４相の転送パルスφ１〜φ４を供給するための転送電極１１１〜１１４が配設されている。各転送電極１１１〜１１４は水平方向（横方向）に延在しており、受光部１０５を避けるようにしながら蛇行して形成されている。
【０１８７】
入射光を受光することにより受光部１０５で発生した信号電荷は、図において右下方に設けられた読み出しゲート１０７から電荷転送路１０６に読み出される。各画素の受光部１０５に隣接する電荷転送路１０６は、図において上部から下部に向かって縦方向に連なっており、ハニカム状に配列した受光部１０５の間を蛇行しながら垂直方向（縦方向）に延在し、転送電極１１１〜１１４とともにＶＣＣＤ１２２を形成している。各ＶＣＣＤ１２２の端部は、遮光された水平電荷転送部（ＨＣＣＤ）１２３に接続されている。さらにＨＣＣＤ１２３の末端には、フローティングディフュージョンアンプ（ＦＤＡ）等を有してなる信号読み出し回路１２４が接続され、この信号読み出し回路１２４より信号電荷がＣＣＤ素子外部に読み出される。
【０１８８】
本実施形態では、ＶＣＣＤの転送電極１１１〜１１４として使用しているポリシリコン電極の電気抵抗を下げるために、ポリシリコンより比抵抗が小さい電極材料、例えばＡｌ（アルミニウム）やＷ（タングステン）を金属配線１２５としてポリシリコン電極上に絶縁膜を介して積層したいわゆるメタル裏打ち構造を形成している。この金属配線１２５はコンタクトホール１２６を介してそれぞれの転送電極１１１〜１１４に電気接続されている。本実施形態のようなハニカムＣＣＤでは、従来の正方格子ＣＣＤとは異なり、２層構造のポリシリコン電極の長手方向に沿って、すなわち図において横方向に蛇行しながら全ての相（層）の転送電極１１１〜１１４に対応して金属配線１２５を敷設することができる。
【０１８９】
この金属配線１２５は、図において横方向に延出され、末端が素子外部より供給される駆動用の転送パルスφ１〜φ４を伝送するための配線パターン１３０と電気接続されている。この図３の例では、金属配線１２５及び配線パターン１３０をＡｌで形成し、金属配線１２５と他の位相の配線パターン１３０とが交わる部分はポリシリコン電極の上に絶縁膜を介して配線パターン１３０を形成して配線し、金属配線１２５及び配線パターン１３０とポリシリコン電極とをコンタクト部で電気的に導通させる構成を示している。
【０１９０】
電極材料としては、Ａｌ、Ｗ、Ｃｕ（銅）、Ｔｉ（チタン）、Ｃｏ（コバルト）、Ｎｉ（ニッケル）、Ｐｄ（パラジウム）、Ｐｔ（白金）、あるいはこれらの窒化物（ＷＳｉ（タングステンシリコン）など）、シリサイド（ＴｉＳｉ（チタンシリコン）など）、合金、化合物、複合物が適する。Ａｌは加工が容易で扱いやすく、電気抵抗が小さいので裏打金属配線によく用いられる。ＷはＡｌに比べてポリシリコンとの間で合金を形成しないので、合金によるポテンシャルシフト（ポテンシャルの部分的な変化）が起こりにくく、ＶＣＣＤにおいて効率の良い電荷転送が可能である。また、Ｗは固体撮像素子の遮光膜に用いられるため、遮光膜部分と合わせて使用すればよい。
【０１９１】
図４は実施形態におけるコンタクトホール部の構成を示す平面図及び断面図である。本実施形態では、電荷転送路１０６を垂直画素列ごとに分離する素子分離領域であるチャネルストップ１０８上にコンタクトホール１２６を配設し、このコンタクトホール１２６によってポリシリコン電極１２７と金属配線１２５とを電気的に接続している。金属配線１２５とポリシリコン電極１２７との間にはＳｉＯ2 による絶縁膜１２９が設けられ、その膜厚ｄは０．２μｍ以下となっている。コンタクトホール１２６はこの絶縁膜１２９を貫通して金属配線１２５がポリシリコン電極１２７と導通するように形成される。
【０１９２】
本実施形態のようなハニカムＣＣＤでは、ポリシリコン電極１２７において上方に露呈可能な空き領域が広く存在するため、正方格子ＣＣＤに比べてコンタクトホール１２６の位置の選択幅が大きく、素子分離領域上に形成することが容易である。また、チャネルストップ１０８上に設けることによって、コンタクトホール１２６による無効領域の増加を防止できる。さらに、コンタクトホール１２６はそれぞれの相（層）のポリシリコン電極１２７に対して水平方向（横方向）において一画素あたり一つ設けることができる。以上が電荷転送部基板のプロセスである。
上記基板上の下部電極β上に、実施例１〜６で述べた光電変換素子Ａ１〜Ａ７、Ｂ１〜Ｂ７、Ｃ１〜Ｃ７、Ｄ１〜Ｄ７、Ｅ１〜Ｅ７およびＦ１〜Ｆ６素子を有機層を完全に逆転して作成し、それぞれの撮像素子を得た。それらの撮像素子の量子効率を評価した結果、実施例１と同様の傾向が見られた。
【実施例９】
【０１９３】
実施例８で用いた基板に代わりに下記に説明するような図５のような基板上に、実施例１〜６で述べた光電変換素子Ａ１〜Ｆ６の有機層を完全に逆転して作成し、撮像素子を得た。それらの撮像素子を評価した結果、実施例１と同様の傾向が見られた。
２１３はシリコン単結晶基盤でありＢ光とＲ光の電磁波吸収／光電変換部位と光電変換により生成した電荷の電荷蓄積／転送／読み出し部位を兼ねている。通常、ｐ型のシリコン基盤が用いられる。２２１、２２２、２２３はシリコン基盤中に設けられたｎ層、ｐ層、ｎ層を各々示す。２２１のｎ層はＲ光の信号電荷の蓄積部でありｐｎ接合により光電変換されたＲ光の信号電荷を蓄積する。蓄積された電荷は２２６に示したトランジスタを介して２１９のメタル配線により２２７の信号読み出しパッドに接続される。２２３のｎ層はＢ光の信号電荷の蓄積部でありｐｎ接合により光電変換されたＢ光の信号電荷を蓄積する。蓄積された電荷は２２６に類似のトランジスタを介して２１９のメタル配線により２２７の信号読み出しパッドに接続される。ここでｐ層、ｎ層、トランジスタ、メタル配線等は模式的に示したが、それぞれが前論で詳述したように、構造等は適宜最適なものが選ばれる。Ｂ光、Ｒ光はシリコン基盤の深さにより分別しているのでｐｎ接合等のシリコン基盤からの深さ、ドープ濃度の選択などは重要である。２１２はメタル配線を含む層であり酸化珪素、窒化珪素等を主成分とする層である。２１２の層の厚みは薄いほど好ましく５μ以下、好ましくは３μ以下、さらに好ましくは２μ以下である。２１１も同様に酸化珪素、窒化珪素等を主成分とする層である。２１１と２１２の層にはＧ光の信号電荷をシリコン基盤に送るためのプラグが設けられている。プラグは２１１と２１２の層の間で２１６のパッドにより接続されている。プラグはタングステンを主成分としたものが好ましく用いられる。パッドはアルミニウムを主成分としたものが好ましく用いられる。前述したメタル配線も含めてバリア層が設けられていることが好ましい。２１５のプラグを通して送られるＧ光の信号電荷はシリコン基盤中の２２５に示したｎ層に蓄積される。２２５に示したｎ層は２２４に示したｐ層により分離されている。蓄積された電荷は２２６に類似のトランジスタを介して２１９のメタル配線により２２７の信号読み出しパッドに接続される。２２４と２２５のｐｎ接合による光電変換は雑音となるために２１１の層中に２１７に示した遮光膜が設けられる。遮光膜は通常、タングステン、アルミニウム等を主成分としたものが用いられる。２１２の層の厚みは薄いほど好ましく３μ以下、好ましくは２μ以下、さらに好ましくは１μ以下である。２２７の信号読み出しパッドはＢ、Ｇ、Ｒ信号別に設ける方が好ましい。以上のプロセスは従来公知のプロセス、いわゆるＣＭＯＳプロセスにより調製できる。
Ｇ光の電磁波吸収／光電変換部位は２０６、２０７、２０８、２０９、２１０、２１４により示される。２０６と２１４は透明電極であり、各々、対向電極、画素電極に相当する。画素電極２１４は透明電極であるが、２１５のプラグと電気的接続を良好にするために接続部にアルミニウム、モリブデン等の部位が必要な場合が多い。これらの透明電極間には２１８の接続電極、２２０の対向電極パッドからの配線を通じてバイアスがかけられる。対向電極２０６に対して画素電極２１４に正のバイアスをかけて２２５に電子が蓄積できる構造が好ましい。この場合２０７は電子ブロッキング層、２０８がｐ層、２０９がｎ層、２１０が正孔ブロッキング層であり、有機層の代表的な層の構成を示した。２０７、２０８、２０９、２１０から成る有機層の厚みは好ましくは合わせて０．５μ以下、より好ましくは０．３μ以下、特に好ましくは０．２μ以下である。２０６の透明対向電極、２１４の透明画素電極の厚みは特に好ましくは０．２μ以下である。２０３、２０４、２０５は窒化珪素等を主成分とする保護膜である。これらの保護膜により、有機層を含む層の製造プロセスが容易となる。特にこれらの層は２１８等の接続電極作成時のレジストパタ−ン作成、エッチング時等の有機層に対するダメ−ジを低減させることができる。また、レジストパタ−ン作成、エッチング等を避けるために、マスクによる製造も可能である。２０３は２１８の接続電極の保護膜である。２０２は赤外カット誘電体多層膜である。２０１は反射防止膜である。
【実施例１０】
【０１９４】
本実施形態における画素信号読出部の断面図を図６に示す。半導体基板３２５の上部には、先ず透明絶縁膜３２４が積層され、その上に、受光部３０１毎に区分けされた電極膜（以下、画素電極膜という。）３２０ｒが積層され、その上部に、赤色（Ｒ）を検出する光電変換膜３２３ｒが積層される。この光電変換膜３２３ｒは受光部毎に区分けして設ける必要はなく、各受光部３０１が集合する受光面全面に対し１枚構成で積層される。光電変換膜３２３ｒの上には、赤色信号を検出する各受光部３０１に共通の共通電極膜３２２ｒがこれも一枚構成で積層され、その上部に、透明の絶縁膜３２４が積層される。
【０１９５】
絶縁膜３２４の上部には、受光部３０１毎に区分けされた画素電極膜３２０ｇが積層され、その上に、緑色（Ｇ）を検出する光電変換膜３２３ｇが上記と同様に１枚構成で積層され、更にその上部に、共通電極膜３２２ｇが積層され、その上部に、透明の絶縁膜３２４が積層される。
【０１９６】
この絶縁膜３２４の上部には、受光部３０１毎に区分けされた画素電極膜３２０ｂが積層され、その上に、青色（Ｂ）を検出する光電変換膜３２３ｂが上記と同様に１枚構成で積層され、更にその上部に、共通電極膜３２２ｂが積層される。なお、該断面図では、赤色信号を検出する３２３ｒの画素電極３２０ｒから、半導体基板３２５にある電荷蓄積部３４５に接続されている部分のみが描かれているが、基板上の違う部分の断面をとると、それぞれ、緑を検出する光電変換膜、青を検出する光電変換膜の画素電極からの電荷を蓄積する電荷蓄積部が存在していて、信号を読み出せるようになっている。ここでは赤を用いて信号読出機構を説明するが、緑、青も同様の機構で読み出せる。
信号読出は以下のように行われる。例えば、赤を検出する光電変換膜に光が当たると、光電変換膜３２３ｒに電子が発生し画素電極３２０ｒ及び柱状電極３４４ｒを通って接続部３１８ｒに信号電荷が流れ込む。該信号電荷は速やかにソース３４１ｒ（出力トランジスタのゲート）の下にできた電位井戸内に流れ込み、蓄積される。
この蓄積部はこの断面図とは違う場所に位置するトランジスタのゲート部に電極を通してつながっており、この蓄積部に電子がたまることにより変化した電位を検出して、その信号量を増幅する。このような機構により３２３ｒに発生した信号電荷量を読み出す。
上記基板の青色光電変換膜、緑色光電変換膜、赤色光電変換膜の部位に実施例１〜６で記載された光電変換膜を有機層を逆転させていつくかの組み合わせで積層し評価した結果、実施例１と同様の傾向が見られた。
【図面の簡単な説明】
【０１９７】
【図１】本発明の実施形態に用いるＣＣＤ撮像素子の概略構成を示す平面図及びＡ−Ａ断面図である。
【図２】本発明の実施形態に用いるＣＣＤ撮像素子の概略構成を示すＡ−Ａ断面図である。
【図３】本発明の実施形態に係る固体撮像装置の構成を示す平面図である。
【図４】実施形態におけるコンタクトホール部の構成を示す図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）はＢ−Ｂ断面図である。
【図５】本発明の実施形態に用いるＣＭＯＳ撮像素子の断面図である。
【図６】本発明の実施形態に用いるＣＭＯＳ撮像素子の断面図である。
【符号の説明】
【０１９８】
１０１第１層（ポリシリコン電極）
１０２第２層（ポリシリコン電極）
１０５受光部
１０６電荷転送路
１０７読み出しゲート
１０８素子分離領域（チャネルストップ）
１０９絶縁膜
１１１，１１２，１１３，１１４  転送電極（ポリシリコン電極）
１２２  垂直電荷転送部（ＶＣＣＤ）
１２３  水平電荷転送部（ＨＣＣＤ）
１２４  信号読み出し回路
１２５  金属配線
１２６  コンタクトホール
１２７  ポリシリコン電極
１２９  絶縁膜
１３０  配線パターン
２０１  反射防止膜
２０２  赤外カット誘電体多層膜
２０３,２０４,２０５  保護膜
２０６  透明対向電極
２０７  電子ブロッキング層
２０８  ｐ層
２０９  ｎ層
２１０  正孔ブロッキング層
２１１,２１２  メタル配線を含む層
２１３  シリコン単結晶基盤
２１４  透明画素電極
２１５  プラグ
２１６  パッド
２１７  遮光膜
２１８  接続電極
２１９  メタル配線
２２０  対向電極パッド
２２１  ｎ層
２２２  ｐ層
２２３  ｎ層
２２４  ｐ層
２２５  ｎ層
２２６  トランジスタ
２２７  信号読み出しパッド
３１６ｒ  ＭＯＳトランジスタ
３１８ｒ  接続部
３２０ｒ，３２０ｇ，３２０ｂ  透明の画素電極膜
３２２ｒ，３２２ｇ，３２２ｂ  透明の共通電極膜
３２３ｒ，３２３ｇ，３２３ｂ  光電変換膜
３２４  透明絶縁膜
３３０  ｎ型半導体基板
３３１  Ｐウェル層
３３２  ゲート絶縁膜
３３３  絶縁膜
３３４  光遮蔽膜
３４０ｒ  リセット用トランジスタ１１６ｒのゲート電極
３４１ｒ  リセット用トランジスタ１１６ｒのソース（ｎ＋領域）
３４２ｒ  リセット用トランジスタ１１６ｒのドレイン（ｎ＋領域）
３４４ｒ  柱状の配線電極
３４５ｒ  ｎ型半導体領域（電荷通路）
【図１】
2005311329.tif 000095
【図２】
2005311329.tif 000096
【図３】
2005311329.tif 000097
【図４】
2005311329.tif 000098
【図５】
2005311329.tif 000099
【図６】
2005311329.tif 000100