(57)【要約】【課題】有機光電変換素子を備えた光電変換装置であってＳ／Ｎ比の経時的な低下が小さいものを得易い光電変換装置を提供すること。【解決手段】透明基板１上に透明電極層３と有機光電変換部５ａと背面電極層７ａとを有する有機光電変換素子９が複数配置され、これら複数の有機光電変換素子に複数の読み出し配線１５が接続されていると共に該複数の読み出し配線に接続部を介して信号読み出し手段２０が接続されている光電変換装置４０を構成するにあたり、複数の有機光電変換素子、接続部および信号読み出し手段の各々を密封する封止手段３５を透明基板１上に配置する。【選択図】図４
2007335553.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明基板と、
該透明基板上に配置された複数の有機光電変換素子であって、各々が前記透明基板上に配置された透明電極層と、該透明電極層上に配置された有機光電変換部と、該有機光電変換部上に配置された背面電極層とを有する複数の有機光電変換素子と、
該複数の有機光電変換素子に接続された複数の読み出し配線と、
該複数の読み出し配線に接続部を介して接続されて前記複数の有機光電変換素子の各々から電気信号を読み出す信号読み出し手段と、
前記透明基板上に配置されて前記複数の有機光電変換素子、前記接続部および前記信号読み出し手段の各々を密封する封止手段と、
を有することを特徴とする光電変換装置。
【請求項２】
前記封止手段は、密封対象物が収容される空間を前記透明基板と協同して形成する少なくとも１つの封止部材を含むことを特徴とする請求項１に記載の光電変換装置。
【請求項３】
前記封止手段は、前記複数の有機光電変換素子が収容される空間もしくは前記接続部が前記信号読み出し手段と共に収容される空間を前記透明基板と協同して形成する第１封止部材と、前記複数の有機光電変換素子、前記接続部、前記信号読み出し手段および前記第１封止部材の各々が収容される空間を前記透明基板と協同して形成する第２封止部材とを含むことを特徴とする請求項２に記載の光電変換装置。
【請求項４】
前記封止手段は、前記複数の有機光電変換素子が収容される空間を前記透明基板と協同して形成する光電変換素子用封止部材と、前記接続部が前記信号読み出し手段と共に収容される空間を前記透明基板と協同して形成する接続部用封止部材とを含むことを特徴とする請求項２に記載の光電変換装置。
【請求項５】
前記封止部材は、前記透明基板上に接着材により固着されていることを特徴とする請求項２に記載の光電変換装置。
【請求項６】
前記封止手段は、前記複数の有機光電変換素子、前記接続部および前記信号読み出し手段の各々を覆う封止層を含むことを特徴とする請求項１に記載の光電変換装置。
【請求項７】
前記透明電極層の平面視上の形状および大きさによって、前記有機光電変換素子の平面視上の形状および大きさが画定されることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１つに記載の光電変換装置。
【請求項８】
少なくとも２つの有機光電変換素子における有機光電変換部の各々は、１つの有機光電変換層における互いに別個の一領域であることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１つに記載の光電変換装置。
【請求項９】
前記有機光電変換層は、前記透明基板を平面視したときに前記信号読み出し手段の外側に位置する領域内に設けられていることを特徴とする請求項８に記載の光電変換装置。
【請求項１０】
少なくとも２つの有機光電変換素子における背面電極層の各々は、１つの電極材料層における互いに別個の一領域であることを特徴とする請求項１〜９のいずれか１つに記載の光電変換装置。
【請求項１１】
前記複数の有機光電変換素子の各々は、平面視上の面積が０．０１μｍ2以上１００ｍｍ2以下であることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１つに記載の光電変換装置。
【請求項１２】
前記複数の有機光電変換素子は、ｍ行ｎ列（ｍは１以上の整数を表し、ｎは２以上の整数を表す。）に亘ってマトリックス状に配置されていることを特徴とする請求項１〜１１のいずれか１つに記載の光電変換装置。
【請求項１３】
行方向または列方向に隣り合う有機光電変換素子同士のピッチは、０．１１μｍ以上２０ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１２に記載の光電変換装置。
【請求項１４】
行方向または列方向に隣り合う有機光電変換素子同士の距離は、０．０００５μｍ以上２０ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１２または１３に記載の光電変換装置。
【請求項１５】
前記複数の読み出し配線の各々は、列方向に延びていることを特徴とする請求項１２〜１４のいずれか１つに記載の光電変換装置。
【請求項１６】
前記複数の有機光電変換素子が２行以上に亘るマトリックス状に配置されているときに、１つの列を構成する各有機光電変換素子に対応する読み出し配線のピッチは、０．０１μｍ以上１００μｍ以下であることを特徴とする請求項１２〜１５のいずれか１つに記載の光電変換装置。
【請求項１７】
前記複数の読み出し配線の各々の材料は、前記透明電極層の材料と同じであることを特徴とする請求項１〜１６のいずれか１つに記載の光電変換装置。
【請求項１８】
前記複数の読み出し配線の各々の材料は、前記背面電極層の材料と同じであることを特徴とする請求項１〜１６のいずれか１つに記載の光電変換装置。
【請求項１９】
前記複数の読み出し配線の各々の膜厚は、前記透明電極層の膜厚よりも厚いことを特徴とする請求項１〜１８のいずれか１つに記載の光電変換装置。
【請求項２０】
前記複数の読み出し配線の各々の膜厚は、前記背面電極層の膜厚よりも厚いことを特徴とする請求項１〜１９のいずれか１つに記載の光電変換装置。
【請求項２１】
前記複数の読み出し配線の各々の膜厚は、１ｎｍ以上１ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１〜２０のいずれか１つに記載の光電変換装置。
【請求項２２】
前記複数の読み出し配線の各々の線幅は、０．０１μｍ以上１００μｍ以下であることを特徴とする請求項１〜２１のいずれか１つに記載の光電変換装置。
【請求項２３】
前記複数の読み出し配線の各々の平面視上の長さは、１μｍ以上１０ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１〜２２のいずれか１つに記載の光電変換装置。
【請求項２４】
前記信号読み出し手段は、所定の回路が集積された半導体チップであることを特徴とする請求項１〜２３のいずれか１つに記載の光電変換装置。
【請求項２５】
前記接続部は異方性導電フィルムからなることを特徴とする請求項１〜２４のいずれか１つに記載の光電変換装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、入射光量に応じた量または強さの電気信号（電荷）を有機光電変換素子により生成する光電変換装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
文字や図形等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光電変換装置は、ファクシミリやイメージスキャナ、デジタルカメラ等で使用されており、その方式もＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ  Ｍｅｔａｌ  Ｏｘｉｄｅ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）方式やＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｄｅｖｉｃｅ）方式をはじめとして、様々なものが知られている。従来の光電変換装置は、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）を有し、これらの無機光電変換素子によってイメージを電気信号に変換するものであり、その作製には工数が非常に多い大掛かりな半導体プロセスが必要である。このため低コスト化が困難である。
【０００３】
そこで、（非特許文献１）に記載されているように、有機光電変換材料を用いて光電変換素子（有機光電変換素子）を作製することが試みられている。有機光電変換素子は、例えば所望の有機光電変換材料を塗布するだけで光電変換部を形成することができ、かつ無機光電変換素子と同様の機能を発現できることから、近年、低コストの光電変換素子として非常に注目を集めている。
【０００４】
ただし、有機光電変換材料は空気中の水分や酸素によってその特性が低下し易い。有機エレクトロルミネセンス素子（有機ＥＬ素子）に用いられる有機発光材料も空気中の水分や酸素によってその特性が低下し易く、当該有機ＥＬ素子では、例えば（特許文献１）や（特許文献２）に記載されているように、所定の封止手段を用いて有機発光層への水分や酸素の侵入を防止している。
【非特許文献１】Ｇ．Ｙｕ，Ｙ．Ｃａｏ，Ｊ．Ｗａｎｇ，Ｊ．ＭｃＥｌｖａｉｎａｎｄ  Ａ．Ｊ．Ｈｅｅｇｅｒ，Ｓｙｎｔｈ．Ｍｅｔ．１０２，９０４（１９９９）
【特許文献１】特開２００１−２１０４６６号公報
【特許文献２】特開２００４−２３４９３８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
有機光電変換素子を用いて小型の光電変換装置を構成しようとする場合、個々の有機光電変換素子から電気信号を読み出すための信号読み出し手段、例えば半導体集積回路は、有機光電変換素子が設けられる基板上に実装することが望まれる。しかしながら、このように構成された光電変換装置では、たとえ有機光電変換素子への水分や酸素の侵入を防止する封止手段を設けても、そのＳ／Ｎ比が時間の経過と共に比較的大きく低下する。
【０００６】
本件発明者等の研究によれば、上記Ｓ／Ｎ比の経時的な低下の一因は、有機光電変換素子に生成した電気信号を信号読み出し手段に伝える読み出し配線と信号読み出し手段との接続部の電気的特性が、水分や酸素によって低下することにある。有機光電変換素子は無機光電変換素子に比べて感度が低いので、上記接続部の電気的特性の低下が比較的小さくてもＳ／Ｎ比が比較的大きく低下する。
【０００７】
本発明は、有機光電変換素子を備えた光電変換装置であってＳ／Ｎ比の経時的な低下が小さいものを得易い光電変換装置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】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明の光電変換装置は、透明基板と、この透明基板上に配置された複数の有機光電変換素子であって、各々が透明基板上に配置された透明電極層と、透明電極層上に配置された有機光電変換部と、有機光電変換部上に配置された背面電極層とを有する複数の有機光電変換素子と、これら複数の有機光電変換素子に接続された複数の読み出し配線と、これら複数の読み出し配線に接続部を介して接続されて複数の有機光電変換素子の各々から電気信号を読み出す信号読み出し手段と、透明基板上に配置されて複数の有機光電変換素子、接続部および信号読み出し手段の各々を密封する封止手段と、を有している。
【０００９】
この構成の光電変換装置では、有機光電変換素子、接続部および信号読み出し手段の各々を封止手段により密封しているので、有機光電変換素子の特性が水分や酸素の侵入によって低下することが抑制されるのみならず、接続部の電気的特性が水分や酸素の侵入によって低下することも抑制される。その結果として、Ｓ／Ｎ比の経時的な低下が小さい光電変換装置を得易い。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、有機光電変換素子を用いてＳ／Ｎ比の経時的な低下が小さい光電変換装置を得易くなるので、安価で信頼性の高い光電変換装置を提供し易くなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
第１の発明の光電変換装置は、透明基板と、透明基板上に配置された複数の有機光電変換素子であって、各々が透明基板上に配置された透明電極層と、透明電極層上に配置された有機光電変換部と、有機光電変換部上に配置された背面電極層とを有する複数の有機光電変換素子と、これら複数の有機光電変換素子に接続された複数の読み出し配線と、これら複数の読み出し配線に接続部を介して接続されて複数の有機光電変換素子の各々から電気信号を読み出す信号読み出し手段と、透明基板上に配置されて複数の有機光電変換素子、接続部および信号読み出し手段の各々を密封する封止手段と、を有している。
【００１２】
このような構成の光電変換装置では、有機光電変換素子の特性が水分や酸素の侵入によって低下することが抑制されると共に、接続部の電気的特性が水分や酸素の侵入によって低下することも抑制されるので、Ｓ／Ｎ比の経時的な低下が小さいものを易くなる。
【００１３】
第２の発明の光電変換装置では、封止手段は、密封対象物が収容される空間を透明基板と協同して形成する少なくとも１つの封止部材を含む。
【００１４】
このような構成の光電変換装置では、有機光電変換素子および信号読み出し手段の少なくとも一方については封止手段と非接触の状態とすることができるので、封止手段との接触に起因する化学的作用や応力によって有機光電変換素子または信号読み出し手段の特性が低下してしまうのを抑制し易くなる。
【００１５】
第３の発明の光電変換装置では、封止手段は、複数の有機光電変換素子が収容される空間もしくは接続部が信号読み出し手段と共に収容される空間を透明基板と協同して形成する第１封止部材と、複数の有機光電変換素子、接続部、信号読み出し手段および第１封止部材の各々が収容される空間を透明基板と協同して形成する第２封止部材とを含む。
【００１６】
このような構成の光電変換装置では、有機光電変換素子および接続部のうちの一方が他方よりも先に封止（密封）されることになるので、例えば有機光電変換素子を第１封止部材で封止しその後に接合部を形成することにより、有機光電変換素子を形成し終えてから光電変換装置を作製し終えるまでの間に有機光電変換素子に水分や酸素が侵入してしまうのを容易に抑制することができる。一方、接続部および信号読み出し手段を第１封止部材で封止しその後に有機光電変換素子を形成することにより、接続部を形成し終えてから光電変換装置を作製し終えるまでの間に接続部に水分や酸素が侵入してしまうのを容易に抑制することができる。
【００１７】
第４の発明の光電変換装置では、封止手段は、複数の有機光電変換素子が収容される空間を透明基板と協同して形成する光電変換素子用封止部材と、接続部が信号読み出し手段と共に収容される空間を透明基板と協同して形成する接続部用封止部材とを含む。
【００１８】
このような構成の光電変換装置においても、有機光電変換素子および接続部のうちの一方が他方よりも先に封止されることになるので、上述した第３の発明の光電変換装置と同様の技術的効果を得ることができる。
【００１９】
第５の発明の光電変換装置では、第２の発明の光電変換装置における封止部材を透明基板上に接着材により固着する。また、第６の発明の光電変換装置では、封止手段は、複数の有機光電変換素子および信号読み出し手段の各々を覆う封止層を含む。これらの光電変換装置では、封止手段の形成が容易である。
【００２０】
第７の発明の光電変換装置では、透明電極層の平面視上の形状および大きさによって、有機光電変換素子の平面視上の形状および大きさが画定される。このような構成の光電変換装置では、個々の有機光電変換素子における透明電極層を互いに離隔させて形成することにより電気的に分離された複数の有機光電変換素子を形成することができるので、その製造が容易になる。
【００２１】
第８の発明の光電変換装置では、少なくとも２つの有機光電変換素子における有機光電変換部の各々は、１つの有機光電変換層における互いに別個の一領域である。このような構成の光電変換装置では、複数の有機光電変換素子の各々での有機光電変換部を形成するにあたって有機光電変換層を１つ形成すればよいので、その製造が容易になると共に製造コストが低減される。
【００２２】
第９の発明の光電変換装置では、有機光電変換層は、透明基板を平面視したときに信号読み出し手段の外側に位置する領域内に設けられている。有機光電変換層は、有機光電変換素子を配置しようとする領域に形成すれば十分であり、信号読み出し部が配置される領域にまで有機光電変換層を設けなくても所望の光電変換装置が得られる。
【００２３】
第１０の発明の光電変換装置では、少なくとも２つの有機光電変換素子における背面電極層の各々は、１つの電極材料層における互いに別個の一領域である。このような構成の光電変換装置では、複数の有機光電変換素子それぞれの背面電極層を形成するにあたって電極材料層を１つ形成すればよいので、その製造が容易になると共に製造コストが低減される。
【００２４】
第１１の発明の光電変換装置では、複数の有機光電変換素子の各々は、平面視上の面積が０．０１μｍ2以上１００ｍｍ2以下である。このような構成の光電変換装置では、その解像度を高め易い。
【００２５】
第１２の発明の光電変換装置では、複数の有機光電変換素子は、ｍ行ｎ列（ｍは１以上の整数を表し、ｎは２以上の整数を表す。以下、同じ。）に亘ってマトリックス状に配置されている。このような構成の光電変換装置では、有機光電変換素子の集積密度を高め易い。
【００２６】
第１３の発明の光電変換装置では、複数の有機光電変換素子をｍ行ｎ列に亘ってマトリックス状に配置する場合に、行方向または列方向に隣り合う有機光電変換素子同士のピッチを０．１１μｍ以上２０ｍｍ以下にする。
【００２７】
第１４の発明の光電変換装置では、複数の有機光電変換素子をｍ行ｎ列に亘ってマトリックス状に配置する場合に、行方向または列方向に隣り合う有機光電変換素子同士の距離を０．０００５μｍ以上２０ｍｍ以下にする。
【００２８】
第１５の発明の光電変換装置では、複数の有機光電変換素子をｍ行ｎ列に亘ってマトリックス状に配置する場合に、複数の読み出し配線の各々を列方向に延ばす。このような構成の光電変換装置では、解像度の高い小型のリニアセンサを構成し易くなる。
【００２９】
第１６の発明の光電変換装置では、複数の有機光電変換素子が２行以上に亘るマトリックス状に配置されているときに、１つの列を構成する各有機光電変換素子に対応する読み出し配線のピッチを０．０１μｍ以上１００μｍ以下にする。このような構成の光電変換装置では、クロストークを抑えつつ有機光電変換素子の集積密度を高めることが容易になる。
【００３０】
第１７の発明の光電変換装置では、複数の読み出し配線の各々の材料は、透明電極層の材料と同じである。また、第１８の発明の光電変換装置では、複数の読み出し配線の各々の材料は、背面電極層の材料と同じである。これら第１７および第１８の発明の光電変換装置では、読み出し配線と透明電極層または背面電極層とを同じ材料により形成するので、当該光電変換装置を低コストの下に製造することが容易になる。
【００３１】
第１９の発明の光電変換装置では、複数の読み出し配線の各々の膜厚は、透明電極層の膜厚よりも厚い。また、第２０の発明の光電変換装置では、複数の読み出し配線の各々の膜厚は、背面電極層の膜厚よりも厚い。これら第１９および第２０の発明の光電変換装置では、読み出し配線の電気抵抗を抑え易いので、ダイナミックレンジを広くし易い。
【００３２】
第２１の発明の光電変換装置では、複数の読み出し配線の各々の膜厚は、１ｎｍ以上１ｍｍ以下である。第２２の発明の光電変換装置では、複数の読み出し配線の各々の線幅は、０．０１μｍ以上１００μｍ以下である。第２３の発明の光電変換装置では、複数の読み出し配線の各々の平面視上の長さは、１μｍ以上１０ｍｍ以下である。第２４の発明の光電変換装置では、信号読み出し手段は、所定の回路が集積された半導体チップである。そして、第２５の発明の光電変換装置では、接続部は異方性導電フィルムからなる。これら第２１〜２５の発明の光電変換装置では、実用的な光電変換装置を得易くなる。
【００３３】
以下、本発明の光電変換装置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。
【００３４】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１における光電変換装置の断面図である。図１において、１は透明基板、１０は光電変換素子領域、１５は読み出し配線、２０は信号読み出し手段、２５は封止手段、３０は光電変換装置、ＩＬは入射光である。入射光ＩＬは、例えば、４００ｎｍ程度から７００ｎｍ程度の波長域の可視光、２００ｎｍ程度から４００ｎｍ程度の波長域の紫外光、７００ｎｍ程度から２５００ｎｍ程度の波長域の赤外光を含む。可視光は、５８０ｎｍ程度から７００ｎｍ程度の波長域の赤色光、４８０ｎｍ程度から６００ｎｍ程度の波長域の緑色光および５５０ｎｍ程度から４００ｎｍ程度の波長域の青色光に分けて考えられる。
【００３５】
図２は、図１に示した光電変換素子領域の説明図であり、１は透明基板、３は透明電極層、５は有機光電変換層、５ａは有機光電変換部、７は電極材料層、７ａは背面電極層、９は有機光電変換素子、１５は読み出し配線、１６は電気絶縁膜である。また、図３は、図１に示した信号読み取り手段の説明図であり、１は透明基板、１５は読み出し配線、１８は接続部、２０は信号読み出し手段、２０ａは信号読み出し手段２０に設けられているパッドである。
【００３６】
透明基板１は光透過性を有する基板であり、この透明基板１上に複数の透明電極層３が配置されている。そして、これらの透明電極層３を覆うようにして有機光電変換層５が設けられ、この有機光電変換層５を覆うようにして電極材料層７が設けられている。
【００３７】
有機光電変換層５は、受光により起電力を生じる有機材料、例えば電子供与性有機材料と電子受容性有機材料とを含んだ層であり、当該有機光電変換層５のうちで透明電極層３上に位置する領域が有機光電変換素子での有機光電変換部５ａとして機能する。有機光電変換層５は光電変換素子領域１０内に形成すれば足り、光電変換素子領域１０の外側にまで有機光電変換層５を設けなくても所望の光電変換装置を得ることができる。
【００３８】
電極材料層７は有機光電変換素子の背面電極層の元となるものであり、当該電極材料層７のうちで透明電極層３の上方に位置する領域が有機光電変換素子での背面電極層７ａとして機能する。
【００３９】
個々の有機光電変換素子９は、上述した透明電極層３、有機光電変換部５ａおよび背面電極７ａとによって構成されており、透明電極層３の平面視上の形状および大きさによって当該有機光電変換素子９の平面視上の形状および大きさが実質的に画定されている。各有機光電変換素子９は、入射光ＩＬの光強度に応じた量の電荷（電気信号）を生成する。なお、電極材料層７は例えば接地されて、固定電位に保たれる。
【００４０】
読み出し配線１５は、１つの透明電極層３に１つずつ接続されて、該透明電極層３と信号読み出し手段２０とを電気的に接続する。これらの読み出し配線１５は、例えば透明電極層３または電極材料層７と同じ材料によって形成される。透明電極層３と同じ材料によって各読み出し配線１５を形成する場合、該読み出し配線１５の膜厚は透明電極層３の膜厚よりも厚くすることが好ましい。電極材料層７と同じ材料によって各読み出し配線１５を形成する場合についても同様である。
【００４１】
個々の読み出し配線１５の膜厚は、例えば１ｎｍ以上１ｍｍ以下の範囲内で適宜選定可能である。また、個々の読み出し配線１５の線幅は、例えば０．０１μｍ以上１００μｍ以下の範囲内で適宜選定可能である。そして、個々の読み出し配線１５の平面視上の長さは、例えば１μｍ以上１０ｍｍ以下の範囲内で適宜選定可能である。
【００４２】
電気絶縁膜１６は、有機または無機の電気絶縁材料によって形成されて読み出し配線１５を覆い、電極材料層７と読み出し配線１５とを電気的に分離している。
【００４３】
接続部１８は、読み出し配線１５の各々と信号読み出し手段２０とを電気的に接続すると共に両者を機械的に接続するものであり、例えば異方性導電フィルムによって構成される。
【００４４】
信号読み出し手段２０は、コンデンサ機能、スイッチング機能、リセット機能等の機能を有する集積回路を備えており、当該信号読み出し手段２０に設けられているパッド２０ａの各々を所定の読み出し配線１５に接続部１８を介して接続することで透明基板１上に実装されている。この信号読み出し手段２０は、例えば、読み出し配線１５を介して有機光電変換素子９から供給される電気信号を所定の期間蓄積する動作または所定の期間積分する動作を一定周期で繰り返して画像データを作成する。
【００４５】
上述した各有機光電変換素子９、接続部１８および信号読み出し手段２０は、図１に示したように、透明基板１上に配置された封止手段２５により密封されている。図示の封止手段２５は、具体的には、図示を省略した接着材により透明基板１上に固着されて所定の収容空間Ｓ1（図１参照）を透明基板１と協同して形成する１つの封止部材２５ａからなる。この封止部材２５ａは、水蒸気透過率および酸素透過率がそれぞれ低い有機材料または無機材料により形成された極浅い箱状物、あるいは所定の深さの凹部が形成された板状物である。各有機光電変換素子９および信号読み出し手段２０は、上記の収容空間Ｓ1に収容され、密封されている。
【００４６】
このような構成を有する光電変換装置３０（図１参照）では、有機光電変換素子９（特に有機光電変換部５ａ）への水分や酸素の侵入が封止手段２５により防止されると共に、接続部１８への水分や酸素の侵入が封止手段２５により防止される。このため、各有機光電変換素子９の特性が水分や酸素の侵入によって低下することが抑制され、かつ接続部１８の電気的特性が水分や酸素の侵入によって低下することが抑制される。これらの結果として、光電変換装置３０ではＳ／Ｎ比の経時的な低下が小さいものを得易い。
【００４７】
（実施の形態２）
本発明の光電変換装置においては、複数の有機光電変換素子が収容される空間もしくは接続部が信号読み出し手段と共に収容される空間を透明基板と協同して形成する第１封止部材と、複数の有機光電変換素子、接続部、信号読み出し手段および第１封止部材の各々が収容される空間を透明基板と協同して形成する第２封止部材とを用いて封止手段を構成することができる。これら第１封止部材および第２封止部材としても、水蒸気透過率および酸素透過率がそれぞれ低い有機材料または無機材料により形成された極浅い箱状物、あるいは所定の深さの凹部が形成された板状物を用いることができる。
【００４８】
図４は、本発明の実施の形態２における第１封止部材と第２封止部材とを用いて封止手段が構成された光電変換装置の断面図である。同図に示す構成部材のうち、封止手段３５以外の構成部材は図１に示した光電変換装置３０と共通しているので、これらの構成部材については図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。なお、図４においては、便宜上、電気絶縁膜１６（図２参照）および接続部１８（図３参照）それぞれの図示を省略しているが、同図に示す光電変換装置４０は、図１に示した光電変換装置３０と同様に電気絶縁膜１６および接続部１８を有している。
【００４９】
図示の光電変換装置４０では、各有機光電変換素子９が収容される空間Ｓ3を透明基板１と協同して形成する第１封止部材３５ａと、各有機光電変換素子９、接続部１８、信号読み出し手段２０および第１封止部材３５ａの各々が収容される空間Ｓ5を透明基板１と協同して形成する第２封止部材３５ｂとを用いて封止手段３５が構成されている。第１封止部材３５ａおよび第２封止部材３５ｂは、いずれも、図示を省略した接着材により透明基板１上に固着されている。
【００５０】
このような構成を有する光電変換装置４０においては、該光電変換装置４０が封止手段３５を有していることから、実施の形態１で説明した光電変換装置３０と同様に、各有機光電変換素子９の特性が水分や酸素の侵入によって低下することが抑制され、かつ接続部１８の電気的特性が水分や酸素の侵入によって低下することが抑制される。これらの結果として、光電変換装置４０ではＳ／Ｎ比の経時的な低下が小さいものを得易い。
【００５１】
また、各有機光電変換素子９が第１封止部材３５ａにより封止され、接続部１８および信号読み出し手段２０が第２封止部材３５ｂにより封止されることから、接続部１８の形成に先だって有機光電変換素子９および第１封止部材３５ａを設けることにより、各有機光電変換素子９を形成し終えてから光電変換装置４を作製し終えるまでの間に各有機光電変換素子９に水分や酸素が侵入してしまうのを容易に抑制することができる。
【００５２】
さらに、各有機光電変換素子９は第１封止部材３５ａと第２封止部材３５ｂとによって二重に封止されるので、これらの有機光電変換素子９への水分や酸素の侵入をより確実に抑制することができる。
【００５３】
（実施の形態３）
図５は、本発明の実施の形態３における第１封止部材と第２封止部材とを用いて封止手段が構成された光電変換装置の断面図である。同図に示す構成部材のうち、封止手段４５以外の構成部材は図１に示した光電変換装置３０と共通しているので、これらの構成部材については図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。なお、図５においては、便宜上、電気絶縁膜１６（図２参照）および接続部１８（図３参照）それぞれの図示を省略しているが、同図に示す光電変換装置５０は、図１に示した光電変換装置３０と同様に電気絶縁膜１６および接続部１８を有している。
【００５４】
図示の光電変換装置５０では、接続部１８が信号読み出し手段２０と共に収容される空間Ｓ7を透明基板１と協同して形成する第１封止部材４５ａと、各有機光電変換素子９、接続部１８、信号読み出し手段２０および第１封止部材４５ａの各々が収容される空間Ｓ9を透明基板１と協同して形成する第２封止部材４５ｂとを用いて封止手段４５が構成されている。第１封止部材４５ａおよび第２封止部材４５ｂは、いずれも、図示を省略した接着材により透明基板１上に固着されている。
【００５５】
このような構成を有する光電変換装置５０においては、該光電変換装置５０が封止手段４５を有していることから、実施の形態１で説明した光電変換装置３０と同様に、各有機光電変換素子９の特性が水分や酸素の侵入によって低下することが抑制され、かつ接続部１８の電気的特性が水分や酸素の侵入によって低下することが抑制される。これらの結果として、光電変換装置４０ではＳ／Ｎ比の経時的な低下が小さいものを得易い。
【００５６】
また、接続部１８が第１封止部材４５ａにより封止され、各有機光電変換素子９が第２封止部材４５ｂにより封止されることから、有機光電変換素子９の形成に先だって接続部１８を設けることにより、接続部１８を形成し終えてから光電変換装置５０を作製し終えるまでの間に接続部１８（図３参照）に水分や酸素が侵入してしまうのを容易に抑制することができる。
【００５７】
さらに、接続部１８は第１封止部材４５ａと第２封止部材４５ｂとによって二重に封止されるので、当該接続部１８への水分や酸素の侵入をより確実に抑制することができる。
【００５８】
（実施の形態４）
本発明の光電変換装置においては、複数の有機光電変換素子が収容される空間を透明基板と協同して形成する光電変換素子用封止部材と、接続部が信号読み出し手段と共に収容される空間を透明基板と協同して形成する接続部用封止部材とを用いて封止手段を構成することもできる。これらの光電変換素子用封止部材および接続部用封止部材としても、水蒸気透過率および酸素透過率がそれぞれ低い有機材料または無機材料により形成された極浅い箱状物、あるいは所定の深さの凹部が形成された板状物を用いることができる。
【００５９】
図６は、本発明の実施の形態４における光電変換素子用封止部材と接続部用封止部材とを用いて封止手段が構成された光電変換装置の断面図である。同図に示す構成部材のうち、封止手段５５以外の構成部材は図１に示した光電変換装置３０と共通しているので、これらの構成部材については図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。なお、図６においては、便宜上、電気絶縁膜１６（図２参照）および接続部１８（図３参照）それぞれの図示を省略しているが、同図に示す光電変換装置６０は、図１に示した光電変換装置３０と同様に電気絶縁膜１６および接続部１８を有している。
【００６０】
図示の光電変換装置６０では、各有機光電変換素子９が収容される空間Ｓ11を透明基板１と協同して形成する光電変換素子用封止部材５５ａと、接続部１８が信号読み出し手段２０と共に収容される空間Ｓ13を透明基板１と協同して形成する接続部用封止部材５５ｂとを用いて封止手段５５が構成されている。光電変換素子用封止部材５５ａおよび接続部用封止部材５５ｂは、いずれも、図示を省略した接着材により透明基板１上に固着されている。
【００６１】
このような構成を有する光電変換装置６０においては、該光電変換装置６０が封止手段５５を有していることから、実施の形態１で説明した光電変換装置３０と同様に、各有機光電変換素子９の特性が水分や酸素の侵入によって低下することが抑制され、かつ接続部１８の電気的特性が水分や酸素の侵入によって低下することが抑制される。これらの結果として、光電変換装置６０ではＳ／Ｎ比の経時的な低下が小さいものを得易い。
【００６２】
各有機光電変換素子９を光電変換素子用封止部材５５ａで封止し、その後に接合部１８を設けることにより、各有機光電変換素子９を形成し終えてから光電変換装置６０を作製し終えるまでの間に各有機光電変換素子９に水分や酸素が侵入してしまうのを容易に抑制することができる。また、接続部１８および信号読み出し手段２０を接続部用封止部材５５ｂで封止し、その後に有機光電変換素子９および光電変換素子用封止部材５５ａを設けることにより、接続部１８を形成し終えてから光電変換装置６０を作製し終えるまでの間に接続部１８に水分や酸素が侵入してしまうのを容易に抑制することができる。
【００６３】
（実施の形態５）
本発明の光電変換装置では、複数の有機光電変換素子、接続部および信号読み出し手段の各々を覆う封止層を用いて封止手段を構成することもできる。このとき、封止層の原材料、形成方法および厚みは、得られる封止層の水蒸気透過率および酸素透過率を考慮すると共に、当該封止層の形成に伴う有機光電変換素子、接続部または信号読み出し手段の特性の低下ができるだけ抑制されるように、適宜選定される。
【００６４】
図７は、本発明の実施の形態５における封止層を用いて封止手段が構成された光電変換装置の断面図である。同図に示す光電変換装置７０では、各有機光電変換素子９、接続部１８および信号読み出し手段２０を覆うようにして透明基板１上に形成された封止層６５によって封止手段が構成されている。図７に示す構成部材のうち、封止手段（封止層６５）以外の構成部材は図１に示した光電変換装置３０と共通しているので、これらの構成部材については図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。なお、図７においては、便宜上、電気絶縁膜１６（図２参照）および接続部１８（図３参照）それぞれの図示を省略しているが、同図に示す光電変換装置７０は、図１に示した光電変換装置３０と同様に電気絶縁膜１６および接続部１８を有している。
【００６５】
このような構成を有する光電変換装置７０においては、該光電変換装置７０が封止手段である封止層６５を有していることから、実施の形態１で説明した光電変換装置３０と同様に、各有機光電変換素子９の特性が水分や酸素の侵入によって低下することが抑制され、かつ接続部１８の電気的特性が水分や酸素の侵入によって低下することが抑制される。これらの結果として、光電変換装置７０ではＳ／Ｎ比の経時的な低下が小さいものを得易い。
【００６６】
また、封止層６５（封止手段）は、実施の形態１〜４で説明した封止手段、すなわち透明基板と封止部材とにより所定の空間を形成するタイプの封止手段に比べて形成が容易であるので、光電変換装置７０ではその製造コストを抑え易い。
【００６７】
（実施の形態６）
図８は、本発明の実施の形態６におけ封止層を用いて封止手段が構成された光電変換装置の断面図である。同図に示す光電変換装置８０では、各有機光電変換素子９、接続部１８および信号読み出し手段２０を覆うようにして透明基板１上に形成された封止層７５ａと、この封止層７５ａ上に固着されたカバー部材７５ｂとによって封止手段７５が構成されている。図８に示す構成部材のうち、封止手段７５以外の構成部材は図１に示した光電変換装置３０と共通しているので、これらの構成部材については図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。なお、図８においては、便宜上、電気絶縁膜１６（図２参照）および接続部１８（図３参照）それぞれの図示を省略しているが、同図に示す光電変換装置８０は、図１に示した光電変換装置３０と同様に電気絶縁膜１６および接続部１８を有している。
【００６８】
上記の封止層７５ａとしては、その上にカバー部材７５ｂが配置されることから、図７に示した封止層６５よりも水蒸気透過率や酸素透過率が高いものを用いることが可能である。ただし、封止層７５ａの側面からの水分や酸素の侵入を防止するうえからは、水蒸気透過率および酸素透過率がそれぞれ低い材料によって当該封止層７５ａを形成することが好ましい。カバー部材７５ｂは、封止層７５ａへの水分や酸素の侵入を防止すると共に封止手段７５の機械的強度を高めるものであり、例えば有機材料や無機材料により形成されたフィルム状物、シート状物または板状物を用いることができる。
【００６９】
このような構成を有する光電変換装置８０においては、該光電変換装置８０が封止手段７５を有していることから、実施の形態１で説明した光電変換装置３０と同様に、各有機光電変換素子９の特性が水分や酸素の侵入によって低下することが抑制され、かつ接続部１８の電気的特性が水分や酸素の侵入によって低下することが抑制される。これらの結果として、光電変換装置８０ではＳ／Ｎ比の経時的な低下が小さいものを得易い。
【００７０】
また、上記の封止手段７５は、実施の形態１〜４で説明した封止手段、すなわち透明基板と封止部材とにより所定の空間を形成するタイプの封止手段に比べて形成が容易であるので、光電変換装置８０ではその製造コストを抑え易い。
【００７１】
以上、実施の形態１〜６を挙げて本発明の光電変換装置について説明したが、本発明の光電変換装置における封止手段以外の構成は、当該光電変換装置の用途や当該光電変換装置に求められる性能等に応じて適宜選定可能である。
【００７２】
例えば、複数の有機光電変換素子の配置は、本発明の光電変換装置をリニアセンサとして用いるかイメージセンサとして用いるか等に応じて適宜選定されるわけであるが、いずれにしても、所定数の有機光電変換素子をｍ行ｎ列（ｍは１以上の整数を表し、ｎは２以上の整数を表す。以下、同じ。）に亘ってマトリックス状に配置することにより、有機光電変換素子の集積密度を高め易くなる。
【００７３】
図９は、本発明の実施の形態において複数の有機光電変換素子が３行ｎ列に亘ってマトリックス状に配置された光電変換装置での透明電極層および読み出し配線それぞれの配置を示す平面図である。また、図１０は、本発明の実施の形態において複数の有機光電変換素子が３行ｎ列に亘ってマトリックス状に配置された光電変換装置での透明電極層、読み出し配線、有機光電変換層および電極材料層それぞれの配置を示す平面図である。
【００７４】
これらの図に示す例では、透明基板１上に複数の透明電極層３が３行ｎ列に亘ってマトリックス状に配置され、１つの透明電極層３に１つずつ読み出し配線１５が接続されている。個々の読み出し配線１５は列方向Ｄｃに延びており、その一端は接続部（図９および図１０には現れていない。）を介して信号読み出し手段２０に接続されている。
【００７５】
有機光電変換材料ではキャリアの移動性が比較的低いことから、有機光電変換素子の平面視上の形状および大きさは透明電極層３の平面視上の形状および大きさによってほぼ画定される。すなわち、透明電極層３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。
【００７６】
したがって、図１０に示すように、３行ｎ列に亘ってマトリックス状に配置された各透明電極層３を覆うようにして有機光電変換層５を形成し、その上に電極材料層７を積層することにより、複数の有機光電変換素子９が３行ｎ列に亘ってマトリックス状に配置された光電変換装置１００を容易に得ることができる。
【００７７】
この場合、個々の有機光電変換素子９は、図１〜図３を参照して既に説明したように、透明電極層３と、有機光電変換層５のうちで透明電極層３上に位置する領域（有機光電変換部５ａ）と、電極材料層７のうちで透明電極層３の上方に位置する領域（背面電極層７ａ）とによって構成される。図１０に示す光電変換装置１００では、１つの行を構成する各有機光電変換素子９の平面視上の面積は実質的に同じであるが、信号読み出し手段２０からみて最も遠い行の各有機光電変換素子９の平面視上の面積が最も広く、信号読み出し手段２０からみて最も近い行の各有機光電変換素子９の平面視上の面積が最も狭い。
【００７８】
個々の有機光電変換素子９の大きさは、光電変換装置３０の用途や性能等に応じて、平面視上の面積が例えば０．０１μｍ2程度以上１００ｍｍ2程度以下となる範囲で適宜選定される。
【００７９】
図１１は、本発明の実施の形態において透明電極層の平面視上の形状が四角形であるときの有機光電変換素子の平面視上の面積の算出方法を説明するための平面図である。図１１に示すように、透明電極層３の平面視上の形状が四角形である場合には、行方向Ｄｒに延びている辺３ａと列方向Ｄｃに延びている辺３ｂとの積がほぼ有機光電変換素子９（図１０参照）の平面視上の面積となる。個々の透明電極層３の平面視上の形状、別言すれば個々の有機光電変換素子９の平面視上の形状は、四角形に限定されるものではなく、円形や六角形等四角形以外の所望の形状とすることもできる。
【００８０】
各透明電極層３および各有機光電変換素子９は、行方向に隣り合うもの同士のピッチＰ1および列方向に隣り合うもの同士のピッチＰ2（図１１参照）がそれぞれ０．１１μｍ程度以上２０ｍｍ程度以下の範囲内となるように配置することが好ましい。また、行方向に隣り合うもの同士の距離Ｄ1および列方向に隣り合うもの同士の距離Ｄ2（図１１参照）が、それぞれ０．０００５μｍ程度以上２０ｍｍ程度以下となるように配置することが好ましい。
【００８１】
また、１つの列を構成する透明電極層３あるいは有機光電変換素子９の各々に対応する読み出し配線１５のピッチＰ5（図１１参照）は、０．０１μｍ程度以上１００μｍ程度以下の範囲内とすることが好ましい。そして、個々の読み出し配線１５の線幅ＬＷ（図１１参照）は、実施の形態１で既に説明したように、例えば０．０１μｍ以上１００μｍ以下の範囲内で適宜選定可能である。
【００８２】
本発明の光電変換装置によりフルカラーの画像データが得られるリニアセンサを構成しようとする場合には、所定数の有機光電変換素子を上述のようにマトリックス状に配置すると共に、原色系または補色系の所定色のカラーフィルタを各行毎に例えばストライプ状に配置するか、各行毎に有機光電変換部の材料を変えてその吸収波長域を例えば赤色光域、緑色光域および青色光域のいずれかにすることが好ましい。なお、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と透明電極との間に配置され、透明電極層はカラーフィルタ上に配置される。このとき、必要に応じてカラーフィルタと透明電極層との間に保護層が配置される。
【００８３】
有機光電変換素子の配置の他に、光電変換装置を構成する各部材の材質や形成方法も、当該光電変換装置の用途や当該光電変換装置に求められる性能等に応じて適宜選定可能である。例えば透明基板１（図２参照）は、所望の機械的、熱的強度を有し、光を透過させる基板であればよい。この透明基板１は電気絶縁性を有していることが好ましいが、光電変換装置の動作を妨げない範囲で、あるいは光電変換装置の用途によっては、導電性を有していてもよい。
【００８４】
このような透明基板１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、フッ化物ガラス等の無機ガラス、（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、フッ素系樹脂等の有機高分子化合物、（３）Ａｓ2Ｓ3、Ａｓ40Ｓ10、Ｓ40Ｇｅ10等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、酸化チタン等の金属酸化物および窒化ケイ素等の金属窒化物、（５）顔料等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、等を用いることができる。さらには、特定波長の光のみを透過させる材料や、光−光変換機能により入射光を特定波長の光に変換する材料等を用いることもできる。透明基板１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。
【００８５】
透明電極層３（図２参照）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等の透明導電性酸化物、（２）アルミニウム、銅、チタン、銀等の金属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。）、ポリフルオレン等の導電性高分子化合物、等を用いることができる。透明電極層３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。
【００８６】
透明電極層３の形成は、例えば、該透明電極層３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、電子ビーム蒸着法等）やスパッタ法等の物理的気相蒸着法、あるいは各種の重合法（電界重合法等）等により形成した後、当該膜をリソグラフィー法（フォトリソグラフィー法、電子線リソグラフィー法等）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層３を直接形成することも可能である。
【００８７】
透明電極層３は、十分な導電性を持たせるために、あるいは透明基板１の表面の凹凸に起因する有機光電変換部５ａ（図２参照）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。
【００８８】
必要に応じて、透明電極層３と有機光電変換層５との間に、透明電極層３よりも高い仕事関数を有すると共に、後述する電子供与性材料よりも低い仕事関数を有する物質からなる正極バッファ層を介在させることもできる。
【００８９】
図１２は、本発明の実施の形態において電子供与性有機材料と電子受容性有機材料とを用いて構成された有機光電変換部を示す断面図である。図１３は、本発明の実施の形態において電子供与性有機材料と電子受容性有機材料とを用いて構成された有機光電変換部を示す断面図である。
【００９０】
図１２および図１３に示すように、有機光電変換素子９における有機光電変換部５ａは電子供与性有機材料ＥＤと電子受容性有機材料ＥＡとを用いて構成することができる。これら電子供与性有機材料ＥＤおよび電子受容性有機材料ＥＡは、図１２に示す有機光電変換部５ａにおけるように互いに混合物を形成していてもよいし、図１３に示す有機光電変換部５ａにおけるように互いに分離していてもよい。なお、図１２または図１３に示した構成要素のうちで図２を用いて既に説明した構成要素については、図２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。
【００９１】
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等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等で成膜したものを含む。また、電子供与性有機材料ＥＤと電子受容性有機材料ＥＡ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。
【００９２】
一方、電子供与性有機材料ＥＤと電子受容性有機材料ＥＡとが互いに分離している場合、各層は互いに完全に分離していなくてもよく、電子供与性有機材料ＥＤを含む層と電子受容性有機材料ＥＡを含む層との界面においてこれらの層が混合状態を形成してもよい。例えば電子供与性有機材料ＥＤを含む層と電子受容性有機材料ＥＡを含む層とをそれぞれ別の方法で形成することにより、これらの層が互いに完全に分離した有機光電変換層５を得ることができる。
【００９３】
このような構成を有する有機光電変換素子９に光を照射すると、有機光電変換部５ａで光吸収が起こり、励起子が形成される。続いてキャリアが分離され、電子は電子受容性有機材料ＥＡを通じて背面電極層７ａへと移動し、正孔は電子供与性有機材料ＥＤを通じて透明電極層３へと移動する。これにより両電極層３，７ａ間に起電力が生じ、読み出し配線１５を通じて信号読み出し手段２０（図１〜図３参照）に電気信号が供給される。
【００９４】
上述の電子供与性有機材料ＥＤ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等）等）、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等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等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等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）スチルベン等のスチルベン化合物、等を用いることができる。
【００９５】
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−メチルチオフェン等も用いることができる。なお、電子供与性有機材料ＥＤ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。
【００９６】
一方、上述した電子受容性有機材料ＥＡとしては、上述した電子供与性有機材料ＥＤ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、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）フェニレン等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等）、（ｖｉ）カーボンナノチューブおよびその誘導体等、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等が用いられる。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、電子受容性有機材料ＥＡ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。
【００９７】
有機光電変換部５ａに電子供与性有機材料ＥＤおよび電子受容性有機材料ＥＡが含有されている有機光電変換素子９は、非常に簡単な構造でありながら比較的高い光電変換効率を示し、該有機光電変換素子９への入射光量に応じて起電力に差異が生じる。このため、有機光電変換素子９を例えばイメージスキャナやファクシミリ等の画像読取り部における光電変換素子として用いた場合には、情報の有無に基づく反射光の強度変化を該強度変化に対応した起電力の差として出力することができる。
【００９８】
また、有機光電変換部５ａの元となる有機光電変換層５（図２参照）は、使用する有機材料に応じて、例えば真空蒸着法やスパッタリング法等の真空プロセスやスピンコート法、ディッピング法、インクジェット法等のウェットプロセスにより形成することができ、ウェットプロセスにより有機光電変換層５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置３０を得ることが容易になる。
【００９９】
背面電極層７ａの元となる電極材料層７（図２参照）の材料としては、有機光電変換部５ａ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、ストロンチウム等の金属や、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等が用いられる。有機光電変換部５ａ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電極材料層７（背面電極層７ａ）に達した光を再び有機光電変換部５ａ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電極材料層７（背面電極層７ａ）を形成することが好ましい。
【０１００】
前述した透明電極層３と同様に、電極材料層７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。電極材料層７の形成は、例えば抵抗加熱蒸着法、電子ビーム蒸着法、スパッタ法等の物理的気相蒸着法により行うことができる。
【０１０１】
必要に応じて、電極材料層７と有機光電変換層５との間に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等、電子受容性材料ＥＡよりも高い仕事関数を有すると共に電極材料層７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介在させることもできる。
【０１０２】
読み出し配線１５（図２または図３参照）は、前述した透明電極層３あるいは電極材料層７と同じ材料によって形成する他に、他の導電性材料、例えば金、クロム、銅等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形成することもできる。
【０１０３】
封止部材を用いて封止手段２５，３５，４５，５５（図１〜図６参照）を構成する場合、上記の封止部材の材料としては、前述のように、所望の水蒸気透過率および酸素透過率を有するガラスや樹脂等、所望の無機材料または有機材料が用いられる。また、封止部材を透明基板１（図２参照）上に固着させる際に用いる接着材としても、所望の水蒸気透過率および酸素透過率を有する軟ろう等の無機接着材や、光硬化型接着剤、熱硬化型接着剤、二液型接着剤等の有機接着材が用いられる。
【０１０４】
一方、封止層を用いて封止手段６５，７５（図７および図８参照）を構成する場合、当該封止層としては、例えば、酸化ケイ素、酸窒化ケイ素、酸化アルミニウム、窒化ケイ素、フッ化リチウム等からなる無機膜や、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等からなる有機膜を用いることができる。
【実施例】
【０１０５】
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。
【０１０６】
（実施例１）
まず、透明基板として無アルカリガラス基板を用意した。この無アルカリガラス基板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））を塗布して厚さ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透明基板（無アルカリガラス基板）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膜をエッチングした。
【０１０７】
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電極層と、個々のＩＴＯ電極層に１つずつ配置された読み出し配線とを得た。行方向に隣り合うＩＴＯ電極層同士のピッチは０．０４２ｍｍ、距離は０．００５ｍｍであり、行方向に隣り合うＩＴＯ電極層同士のピッチおよび距離も、それぞれ０．０４２ｍｍ、０．００５ｍｍである。これらのＩＴＯ電極層は、本発明の光電変換装置でいう「透明電極層」に相当する。
【０１０８】
後述する信号読み出し手段からみて最も遠くに位置する行を構成している各ＩＴＯ電極層の平面視上の大きさは０．０３７ｍｍ×０．０３７ｍｍ（（列方向に延びている辺の長さ）×（行方向に延びている辺の長さ）を意味する。以下、同様。）であり、２番目の行を構成している各ＩＴＯ電極層の平面視上の大きさは０．０３７ｍｍ×０．０３１ｍｍであり、最も近くに位置する行を構成している各ＩＴＯ電極層の平面視上の大きさは０．０３７ｍｍ×０．０２５ｍｍである。また、各読み出し配線は、対応するＩＴＯ電極層に連なって列方向に延びており、いずれの読み出し配線の線幅も０．００３ｍｍである。そして、上記最も遠くに位置する行を構成しているＩＴＯ電極層に対応した読み出し配線の平面視上の長さは２ｍｍである。
【０１０９】
ＩＴＯ電極層まで形成した透明基板を、純水による１０分間の超音波洗浄、界面活性剤（米オーカイト社製の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分間の超音波洗浄により順次洗浄した後、基板に付着している水分を窒素ブロアーで除去した。
【０１１０】
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透明基板上に滴下し、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電極層およびその下の保護層を覆う正極バッファ層を形成した。
【０１１１】
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、厚さ約１００ｎｍの有機光電変換層を形成した。
【０１１２】
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電極材料層としての膜厚約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。この電極材料層まで形成することにより、ＩＴＯ電極層と、正極側バッファ層と、有機光電変換層のうちでＩＴＯ電極層と平面視上重なる一領域からなる有機光電変換部と、負極側バッファ層と、電極材料層のうちでＩＴＯ電極層と平面視上重なる一領域からなる背面電極とを備えた有機光電変換素子が多数形成された。
【０１１３】
この後、第１封止部材としてガラス製の極浅い箱状物を用意し、上記の電極材料層を覆うようにして当該箱状物を透明基板（無アルカリガラス基板）上に固着させてから、透明基板上に異方性導電フィルムを介して信号読み出し手段を圧着させた。なお、第１封止部を透明基板上に固着させるにあたっては、光硬化型のエポキシ系接着剤を用いた。また、信号読み出し手段としては、単結晶シリコン基板に所定の集積回路が形成された半導体チップを用いた。前述した読み出し配線それぞれの一端は、上記の異方性導電フィルムを介して、信号読み出し手段における所定のパッドと導通している。異方性導電フィルムは、本発明の光電変換装置でいう「接続部」に相当する。
【０１１４】
続いて、上記の第１封止部材よりは僅かに深いガラス製の箱状物を第２封止部材として用意し、第１封止部材および信号読み出し手段をそれぞれ覆うようにして当該第２封止部材を透明基板（無アルカリガラス基板）上に固着させて、第１封止部材と第２封止部材とを備えた封止手段を形成した。このとき、第２封止部材を透明基板上に固着させるにあたっても、光硬化型のエポキシ系接着剤を用いた。
【０１１５】
このようにして透明基板上に封止手段まで設けることにより、目的とする光電変換装置が得られた。この光電変換装置は、図４に示した光電変換装置４０と同様の構造を有している。
【産業上の利用可能性】
【０１１６】
本発明の光電変換装置は、入射光量に応じた量または強さの電気信号（電荷）を生成して文字、図形、物体等の各種の情報を得る電子機器、例えばファクシミリやイメージスキャナに代表される画像読取装置等に利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１１７】
【図１】本発明の実施の形態１における光電変換装置の断面図
【図２】図１に示した光電変換素子領域の説明図
【図３】図１に示した信号読み取り手段の説明図
【図４】本発明の実施の形態２における第１封止部材と第２封止部材とを用いて封止手段が構成された光電変換装置の断面図
【図５】本発明の実施の形態３における第１封止部材と第２封止部材とを用いて封止手段が構成された光電変換装置の断面図
【図６】本発明の実施の形態４における光電変換素子用封止部材と接続部用封止部材とを用いて封止手段が構成された光電変換装置の断面図
【図７】本発明の実施の形態５における封止層を用いて封止手段が構成された光電変換装置の断面図
【図８】本発明の実施の形態６におけ封止層を用いて封止手段が構成された光電変換装置の断面図
【図９】本発明の実施の形態において複数の有機光電変換素子が３行ｎ列に亘ってマトリックス状に配置された光電変換装置での透明電極層および読み出し配線それぞれの配置を示す平面図
【図１０】本発明の実施の形態において複数の有機光電変換素子が３行ｎ列に亘ってマトリックス状に配置された光電変換装置での透明電極層、読み出し配線、有機光電変換層および電極材料層それぞれの配置を示す平面図
【図１１】本発明の実施の形態において透明電極層の平面視上の形状が四角形であるときの有機光電変換素子の平面視上の面積の算出方法を説明するための平面図
【図１２】本発明の実施の形態において電子供与性有機材料と電子受容性有機材料とを用いて構成された有機光電変換部を示す断面図
【図１３】本発明の実施の形態において電子供与性有機材料と電子受容性有機材料とを用いて構成された有機光電変換部を示す断面図
【符号の説明】
【０１１８】
１    透明基板
３    透明電極層
５    有機光電変換層
５ａ    有機光電変換部
７    電極材料層
７ａ    背面電極層
９    有機光電変換素子
１５    読み出し配線
１６    電気絶縁膜
１８    接続部
２０    信号読み出し手段
２５，３５，４５，５５，６５，７５    封止手段（封止層）
２５ａ    封止部材
３０，４０，５０，６０，７０，８０，１００    光電変換装置
３５ａ，４５ａ    第１封止部材
３５ｂ，４５ｂ    第２封止部材
５５ａ    光電変換素子用封止部材
５５ｂ    接続部用封止部材
６５ａ，７５ａ    封止層
７５ｂ    カバー部材
【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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