WO2021141078A1 - 光電変換素子、撮像素子、光センサ - Google Patents

光電変換素子、撮像素子、光センサ Download PDF

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Definitions

  • the present invention relates to a photoelectric conversion element, an image pickup element, and an optical sensor.
  • Patent Document 1 a photoelectric conversion element including a pair of electrodes and a photoelectric conversion unit provided between the pair of electrodes, and fluorescence of an organic dye contained in the photoelectric conversion layer.
  • the present invention is excellent in suppressing changes in the external quantum efficiency (for example, external quantum efficiency with respect to light having a wavelength of 460 nm and / or a wavelength of 560 nm) when continuously driven, and when continuously driven. It is an object of the present invention to provide a photoelectric conversion element having excellent ability to suppress changes in dark current. Another object of the present invention is to provide an image pickup device and an optical sensor related to the photoelectric conversion element.
  • the photoelectric conversion film has a maximum absorption wavelength at a wavelength of 500 to 620 nm, does not have an ionic group, and is a compound represented by the formula (1).
  • Y 1 represents a group represented by the formula (1-1) or a group represented by the formula (1-2).
  • a 1 represents a ring containing at least two carbon atoms which may have a substituent.
  • R Z1 represents a hydrogen atom or a substituent.
  • R Z2 and R Z3 independently represent a cyano group or -COOR Z4 , respectively.
  • R Z4 represents an alkyl group which may have a substituent, an aryl group which may have a substituent, or a heteroaryl group which may have a substituent.
  • R b1 and R b2 independently represent a cyano group or -COOR b3 , respectively.
  • R b3 represents an alkyl group which may have a substituent, an aryl group which may have a substituent, or a heteroaryl group which may have a substituent.
  • R 1 and R 2 independently represent a hydrogen atom or a substituent.
  • R a1 and R a2 independently have an aryl group which may have a substituent, -C ( RL1 ) ( RL2 ) ( RL3 ), or a hetero which may have a substituent. Represents an aryl group.
  • RL1 to RL3 independently have an alkyl group which may have a substituent, an aryl group which may have a substituent, a heteroaryl group which may have a substituent, or a heteroaryl group which may have a substituent.
  • Representing a hydrogen atom at least two of RL1 to RL3 independently have an alkyl group which may have a substituent, an aryl group which may have a substituent, or a substituent.
  • R L1 ⁇ R L3 which may have a substituent alkyl group which may have a substituent aryl group, and, heteroaryl group optionally having a substituent, They may be combined with each other to form a ring.
  • Ar 1 represents an aromatic ring which may have a substituent. * Represents the bond position.
  • the layer containing the second compound has a bulk heterostructure formed in a state in which the second compound and the n-type semiconductor material are mixed, or satisfies at least one of the requirements [2]. ]
  • the photoelectric conversion element described in. [4] The layer containing the first compound has a bulk heterostructure formed in a state in which the first compound and the n-type semiconductor material are mixed.
  • the layer containing the first compound has a bulk heterostructure formed in a state in which the first compound, the n-type semiconductor material, and the p-type semiconductor material are mixed? At least one of the layers containing the second compound has a bulk heterostructure formed in a state in which the second compound, the n-type semiconductor material, and the p-type semiconductor material are mixed.
  • the layer containing the first compound has a bulk heterostructure formed in a state in which the first compound, an n-type semiconductor material, and a p-type semiconductor material are mixed.
  • the layer containing the second compound has a bulk heterostructure formed in a state in which the second compound, the n-type semiconductor material, and the p-type semiconductor material are mixed, [2] to [ 5]
  • the photoelectric conversion element according to any one of. [7] The photoelectric conversion element according to [1], wherein the photoelectric conversion film has a mixed layer formed in a state in which the first compound and the second compound are mixed. [8]
  • the mixed layer further contains an n-type semiconductor material, and has a bulk heterostructure formed in a state in which the first compound, the second compound, and the n-type semiconductor material are mixed. , [7].
  • the mixed layer further contains a p-type semiconductor material, and is formed in a state in which the first compound, the second compound, the n-type semiconductor material, and the p-type semiconductor material are mixed.
  • a 1 represents a ring containing at least two carbon atoms which may have a substituent.
  • R 1 and R 2 independently represent a hydrogen atom or a substituent.
  • R a1 and R a2 independently have an aryl group which may have a substituent, -C ( RL1 ) ( RL2 ) ( RL3 ), or a hetero which may have a substituent.
  • RL1 to RL3 independently have an alkyl group which may have a substituent, an aryl group which may have a substituent, a heteroaryl group which may have a substituent, or a heteroaryl group which may have a substituent.
  • Representing a hydrogen atom at least two of RL1 to RL3 independently have an alkyl group which may have a substituent, an aryl group which may have a substituent, or a substituent. Represents a heteroaryl group which may have. Represented by R L1 ⁇ R L3, which may have a substituent alkyl group which may have a substituent aryl group, and, heteroaryl group optionally having a substituent, They may be combined with each other to form a ring.
  • R c1 represents a hydrogen atom or a substituent.
  • the photoelectric conversion element according to [11] wherein X 1 and X 4 represent nitrogen atoms in the above formula (2).
  • a 1 represents a ring containing at least two carbon atoms which may have a substituent.
  • R 1 to R 6 independently represent a hydrogen atom or a substituent.
  • R a1 and R a2 independently have an aryl group which may have a substituent, -C ( RL1 ) ( RL2 ) ( RL3 ), or a hetero which may have a substituent.
  • RL1 to RL3 independently have an alkyl group which may have a substituent, an aryl group which may have a substituent, a heteroaryl group which may have a substituent, or a heteroaryl group which may have a substituent.
  • Representing a hydrogen atom at least two of RL1 to RL3 independently have an alkyl group which may have a substituent, an aryl group which may have a substituent, or a substituent.
  • R L1 ⁇ R L3 which may have a substituent alkyl group which may have a substituent aryl group, and, heteroaryl group optionally having a substituent, They may be combined with each other to form a ring.
  • R 3 and R 4 , R 4 and R 5 , and R 5 and R 6 may be independently coupled to each other to form a ring.
  • Y 1 represents a group represented by the above formula (1-1).
  • rings represented by A 1 is a ring having any of the groups represented by the formula (AW1) ⁇ formula (AW3), any of [1] to [13]
  • RY1 and RY2 may be combined with each other to form a ring.
  • the photoelectric conversion element according to [15] which has at least an electron blocking film as the intermediate layer.
  • the ionization potential Ip (B) of the electron blocking film, the ionization potential Ip (1) of the first compound, and the ionization potential Ip (2) of the second compound are Ip (B) ⁇ Ip (1). )
  • the photoelectric conversion element according to [16] which satisfies the relationship of Ip (B) ⁇ Ip (2).
  • An image pickup device having the photoelectric conversion element according to any one of [1] to [17].
  • An optical sensor having the photoelectric conversion element according to any one of [1] to [17].
  • the present invention it is possible to provide a photoelectric conversion element which is excellent in suppressing changes in external quantum efficiency when continuously driven and also excellent in suppressing changes in dark current when continuously driven. Further, according to the present invention, it is possible to provide an image pickup device and an optical sensor related to the photoelectric conversion element.
  • the "substituent” includes a group exemplified by the substituent W described later, unless otherwise specified.
  • the substituent W in the present specification will be described.
  • the substituent W is, for example, a halogen atom (fluorine atom, chlorine atom, bromine atom, iodine atom, etc.), an alkyl group (including a cycloalkyl group, a bicycloalkyl group, and a tricycloalkyl group), an alkenyl group (including a cycloalkyl group, a bicycloalkyl group, and an alkenyl group).
  • a halogen atom fluorine atom, chlorine atom, bromine atom, iodine atom, etc.
  • an alkyl group including a cycloalkyl group, a bicycloalkyl group, and a tricycloalkyl group
  • an alkenyl group including a cycloalkyl group, a bicycloalkyl group, and an alkenyl group.
  • each of the above-mentioned groups may further have a substituent (for example, one or more groups of each of the above-mentioned groups) if possible.
  • a substituent for example, one or more groups of each of the above-mentioned groups
  • an alkyl group which may have a substituent is also included as a form of the substituent W.
  • the substituent W has a carbon atom
  • the number of carbon atoms of the substituent W is, for example, 1 to 20.
  • the number of atoms other than the hydrogen atom of the substituent W is, for example, 1 to 30.
  • the first compound, the second compound, the n-type semiconductor material, and / or the p-type semiconductor material, which will be described later, are salts of a carboxy group and a carboxy group as substituents from the viewpoint of appropriately adjusting the vapor deposition suitability.
  • examples of the halogen atom include a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, and an iodine atom.
  • the number of carbon atoms of the alkyl group is preferably 1 to 20, more preferably 1 to 10, and even more preferably 1 to 6.
  • the alkyl group may be linear, branched, or cyclic. Examples of the alkyl group include a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an i-propyl group, an n-butyl group, a t-butyl group, an n-hexyl group, a cyclopentyl group and the like.
  • the alkyl group may be, for example, a cycloalkyl group, a bicycloalkyl group, or a tricycloalkyl group, and may have a cyclic structure thereof as a partial structure.
  • the substituent which the alkyl group may have is not particularly limited, and examples thereof include a substituent W, and an aryl group (preferably 6 to 18 carbon atoms, more preferably). Has 6 carbon atoms), a heteroaryl group (preferably 5 to 18 carbon atoms, more preferably 5 to 6 carbon atoms), or a halogen atom (preferably a fluorine atom or a chlorine atom).
  • an alkylene group obtained by removing one hydrogen atom from the above-mentioned alkyl group to form a divalent group can be mentioned.
  • the above-mentioned alkyl group is preferable as the alkyl group moiety in the alkoxy group.
  • the above-mentioned alkyl group is preferable as the alkyl group moiety in the alkylthio group.
  • the substituent that the alkoxy group may have includes the same examples as the substituent in the alkyl group that may have a substituent.
  • the alkylthio groups which may have a substituent the substituent which the alkylthio group may have includes the same examples as the substituent in the alkyl group which may have a substituent.
  • the alkenyl group may be linear, branched chain, or cyclic.
  • the alkenyl group preferably has 2 to 20 carbon atoms.
  • the substituent which the alkenyl group may have includes the same examples as the substituent in the alkyl group which may have a substituent.
  • an alkenylene group obtained by removing one hydrogen atom from the above-mentioned alkenyl group to form a divalent group can be mentioned.
  • the alkynyl group may be linear, branched, or cyclic, unless otherwise specified.
  • the alkynyl group preferably has 2 to 20 carbon atoms.
  • the substituent which the alkynyl group may have includes the same examples as the substituent in the alkyl group which may have a substituent.
  • an alkynylene group obtained by removing one hydrogen atom from the above-mentioned alkynyl group to form a divalent group can be mentioned.
  • the aryl group is preferably an aryl group having 6 to 18 ring members.
  • the aryl group may be monocyclic or polycyclic (for example, 2 to 6 rings).
  • the aryl group is preferably, for example, a phenyl group, a naphthyl group, an anthryl group, or a phenanthrenyl group.
  • the substituent which the aryl group may have is not particularly limited, and examples thereof include a substituent W, and an alkyl group which may have a substituent (preferably).
  • the number of carbon atoms is preferably 1 to 10), and a methyl group is more preferable.
  • the aryl group which may have a substituent When the aryl group which may have a substituent has a plurality of substituents, the plurality of substituents may be bonded to each other to form a ring. In this way, when a plurality of substituents are bonded to each other to form a ring, for example, the aryl group which may have a substituent may have a further substituent (9) as a whole. , 9-Dimethylfluorenyl group, etc.) may be formed. Further, as the arylene group in the present specification, an arylene group obtained by removing one hydrogen atom from the ring member atom of the above-mentioned aryl group to form a divalent group can be mentioned.
  • the heteroaryl group includes a hetero atom such as a nitrogen atom, a sulfur atom, an oxygen atom, a selenium atom, a tellurium atom, a phosphorus atom, a silicon atom, and / or a boron atom.
  • a heteroaryl group having a monocyclic or polycyclic ring structure is preferable.
  • the number of carbon atoms in the ring member atom of the heteroaryl group is not particularly limited, and is preferably 3 to 18 and more preferably 3 to 5.
  • the number of heteroatoms in the ring member atom of the heteroaryl group is not particularly limited, and is preferably 1 to 10, more preferably 1 to 4, and even more preferably 1 to 2.
  • the heteroaryl group may be monocyclic or polycyclic (for example, 2 to 6 rings).
  • the number of ring members of the heteroaryl group is not particularly limited, and is preferably 5 to 15.
  • the heteroaryl group includes a fryl group, a pyridyl group, a quinolyl group, an isoquinolyl group, an acridinyl group, a phenanthridinyl group, a pteridinyl group, a pyrazinyl group, a quinoxalinyl group, a pyrimidinyl group, a quinazolyl group, a pyridadinyl group, a cinnolinyl group and a phthalazinyl group.
  • the substituent which the heteroaryl group may have is not particularly limited, and examples thereof include a substituent W.
  • the heteroaryl group which may have a substituent has a plurality of substituents, the plurality of substituents may be bonded to each other to form a ring.
  • a heteroarylene group obtained by removing one hydrogen atom from the ring member atom of the heteroaryl group described above to form a divalent group can be mentioned.
  • the aromatic ring group may be an aromatic hydrocarbon ring group or an aromatic heterocyclic group.
  • the aromatic ring group is monovalent, examples of the aromatic ring group include the above-mentioned aryl group and heteroaryl group.
  • the aromatic ring group has an m valence (m is an integer of 2 or more, preferably 2 to 5), the aromatic ring group includes, for example, a hydrogen atom from a ring member atom of the above-mentioned aryl group or heteroaryl group. (M-1) is removed from the group.
  • the silyl group which may have a substituent includes, for example, a group represented by ⁇ Si (RS1 ) ( RS2 ) ( RS3).
  • R S1 , R S2 , and R S3 independently represent a hydrogen atom or a substituent, and each has an alkyl group which may have a substituent, an alkoxy group which may have a substituent, and a substituent. It is preferable to represent an alkylthio group which may have a substituent, an aryl group which may have a substituent, or a heteroaryl group which may have a substituent.
  • the groups are collectively referred to as an ionic group.
  • the ionic group in the compound does not have to be a group covalently bonded to other sites in the compound, and is bonded by an ionic bond such as a halide ion (Cl ⁇ , etc.). It may be a group that is used.
  • the bonding direction of the divalent group (for example, -CO-O-) described in the present specification is not limited unless otherwise specified.
  • Y is ⁇ CO—O— in the compound represented by the general formula “XYZ”
  • the compound may be “XO—COZ” and “X”.
  • -CO-O-Z may be used.
  • a compound having a geometric isomer cis-trans isomer
  • a general formula or a structural formula representing the above compound is described only in one of the cis and trans isomers for convenience. May occur. Even in such a case, unless otherwise specified, the form of the compound is not limited to either the cis form or the trans form, and the compound is either the cis form or the trans form. It may be in the form.
  • the numerical range represented by using “-” means a range including the numerical values before and after "-" as the lower limit value and the upper limit value.
  • the hydrogen atom may be a light hydrogen atom (ordinary hydrogen atom) or a deuterium atom (double hydrogen atom or the like).
  • the maximum absorption wavelength and the absorption coefficient are values obtained for a single film of each compound (a thin film composed of only the compound to be evaluated) as a measurement target.
  • the absorption coefficient is the ratio of light absorbed per unit length as it travels through the thin film, and is "(absorbance at the wavelength for which the absorption coefficient is desired) x 0.434 ⁇ (thickness (cm)". )) ”Is a value calculated by substituting a numerical value into the formula.
  • a single film is formed on a transparent quartz glass having a thickness of 0.7 mm by a vacuum deposition method at a vapor deposition rate of 2 ⁇ / sec and a film thickness of 100 nm. ..
  • the absorbance at the wavelength for which the absorption coefficient is desired by 0.434 is calculated by dividing by the film thickness (unit: cm) of.
  • the wavelength at which the absorption coefficient is maximized is defined as the maximum absorption wavelength.
  • the photoelectric conversion element of the present invention is a photoelectric conversion element having a conductive film, a photoelectric conversion film, and a transparent conductive film in this order, and the photoelectric conversion film has a maximum absorption wavelength at a wavelength of 500 to 620 nm.
  • the first compound which does not have an ionic group and is a compound represented by the formula (1)
  • the second compound which is different from the first compound and has a maximum absorption wavelength at a wavelength of 450 to 550 nm, are present. It is a photoelectric conversion element containing the compound of.
  • the photoelectric conversion element of the present invention uses both the first compound and the second compound. It is thought that this contributes to the solution of the problem.
  • the compound represented by the formula (1) has a large ionization potential. Therefore, during continuous driving, the first compounds are used with each other or at the interface between the layer containing the first compound and the layer containing the second compound in the photoelectric conversion film. Even if the first compound and the second compound undergo molecular motion to form an aggregate, it is difficult to form a component having a small ionization potential that affects the dark current. Therefore, it is considered that the ability to suppress changes in dark current when continuously driven is improved.
  • the change inhibitory property of the external quantum efficiency (particularly, the external quantum efficiency with respect to light having a wavelength of 460 nm and / or the wavelength 560 nm) when continuously driven and the dark current change inhibitory property when continuously driven. Is also simply referred to as "the effect of the present invention is superior".
  • the first compound and the second compound are collectively referred to as a specific compound.
  • FIG. 1 shows a schematic cross-sectional view of an embodiment of the photoelectric conversion element of the present invention.
  • the photoelectric conversion element 10a shown in FIG. 1 includes a conductive film (hereinafter, also referred to as a lower electrode) 11 that functions as a lower electrode, an electron blocking film 16A, a photoelectric conversion film 12, and a transparent conductive film that functions as an upper electrode. It has a structure in which 15 (hereinafter, also referred to as an upper electrode) are laminated in this order.
  • the photoelectric conversion film 12 is different from the first compound, which has a maximum absorption wavelength at a wavelength of 500 to 620 nm, does not have an ionic group, and is a compound represented by the formula (1). Includes a second compound having a maximum absorption wavelength at a wavelength of 450-550 nm.
  • the photoelectric conversion film 12 may be a single-layer type composed of one layer or a laminated type composed of a plurality of layers.
  • the photoelectric conversion film 12 is a single layer type, for example, even if the photoelectric conversion film 12 is a mixed layer formed in a state where the first compound and the second compound are mixed. Good.
  • FIG. 2 can also show a schematic cross-sectional view of an embodiment of a laminated photoelectric conversion film.
  • the photoelectric conversion film 12 shown in FIG. 2 contains a first compound and a second compound in which a layer 12A containing the second compound and a layer 12B containing the first compound are laminated in this order.
  • a photoelectric conversion film 12 (laminated type photoelectric conversion film 12) is formed.
  • the layer containing the first compound is substantially free of the second compound.
  • the film thickness) ⁇ 100) is preferably 0 to 30% by volume, more preferably 0 to 10% by volume, and even more preferably 0 to 1% by volume.
  • the layer containing the second compound is substantially free of the first compound.
  • the film thickness) ⁇ 100) is preferably 0 to 30% by volume, more preferably 0 to 10% by volume, and even more preferably 0 to 1% by volume.
  • the photoelectric conversion film 12 in FIG. 2 shows a form in which the layer 12A containing the second compound and the layer 12B containing the first compound are laminated in this order from the bottom, but the photoelectric conversion film 12 is actually used.
  • the stacking order of the layer 12A containing the second compound and the layer 12B containing the first compound in the state where the compound is incorporated in the photoelectric conversion element There is no limitation on the stacking order of the layer 12A containing the second compound and the layer 12B containing the first compound in the state where the compound is incorporated in the photoelectric conversion element.
  • the layer 12A containing the second compound may be in contact with the lower electrode 11, or the first The layer 12B containing the compound of the above may be in contact with the lower electrode 11. Further, in FIG.
  • the laminated photoelectric conversion film 12 is a laminated photoelectric conversion film 12. It suffices that the first compound and the second compound are contained in the entire conversion film 12.
  • a laminated photoelectric conversion film 12 in which at least one of the layer 12A containing the second compound and the layer 12B containing the first compound is present in two or more layers may be used.
  • one or more of the layers are the mixed layers, and the other layers are the layer containing the first compound and the layer containing the second compound. Only one of them may be used.
  • FIG. 3 shows a configuration example of another photoelectric conversion element.
  • the photoelectric conversion element 10b shown in FIG. 3 has a configuration in which an electron blocking film 16A, a photoelectric conversion film 12, a hole blocking film 16B, and an upper electrode 15 are laminated in this order on a lower electrode 11.
  • the stacking order of the electron blocking film 16A, the photoelectric conversion film 12, and the hole blocking film 16B in FIGS. 1 to 3 may be appropriately changed depending on the application and characteristics.
  • the photoelectric conversion film 12 in FIG. 3 may be a single-layer photoelectric conversion film 12 composed of one layer, or a laminated photoelectric conversion film 12 composed of a plurality of layers (for example, the photoelectric shown in FIG. 2). It may be a conversion film 12).
  • the photoelectric conversion element 10a it is preferable that light is incident on the photoelectric conversion film 12 via the upper electrode 15. Further, when the photoelectric conversion element 10a (or 10b) is used, a voltage can be applied. In this case, it is preferable that the lower electrode 11 and the upper electrode 15 form a pair of electrodes, and a voltage of 1 ⁇ 10-5 to 1 ⁇ 10 7 V / cm is applied between the pair of electrodes. From the viewpoint of performance and power consumption, the applied voltage is more preferably 1 ⁇ 10 -4 to 1 ⁇ 10 7 V / cm, further preferably 1 ⁇ 10 -3 to 5 ⁇ 10 6 V / cm.
  • the voltage application method it is preferable to apply the voltage so that the electron blocking film 16A side serves as a cathode and the photoelectric conversion film 12 side serves as an anode in FIGS. 1 to 3.
  • a voltage can be applied by the same method.
  • the photoelectric conversion element 10a (or 10b) can be suitably applied to an image sensor application.
  • the photoelectric conversion film has a maximum absorption wavelength at a wavelength of 500 to 620 nm, does not have an ionic group, and is a compound represented by the formula (1).
  • the first compound will be described.
  • the first compound satisfies the requirements that it is a compound having a maximum absorption wavelength at a wavelength of 500 to 620 nm, that it does not have an ionic group, and that it is a compound represented by the formula (1). From the viewpoint of the suitability for vapor deposition and / or the suitability for photoelectric conversion of the compound, the first compound does not have an ionic group.
  • Y 1 represents a group represented by the formula (1-1) or a group represented by the formula (1-2).
  • the group represented by the formula (1-1) is preferable because the effect of the present invention is more excellent.
  • * In the formulas (1-1) and (1-2) represents the bond position, and the carbon atom marked with * and the carbon atom bonded to R 1 form a double bond. That is, the compound represented by the formula (1) is a compound represented by the formula (1-1a) or a compound represented by the formula (1-2a).
  • the reference numerals used in the equations (1-1a) and (1-2a) are synonymous with the corresponding symbols used in the equation (1).
  • a 1 represents a ring containing at least two carbon atoms which may have a substituent.
  • the two carbon atoms are the carbon atom bonded to Z 1 specified in the formula (1-1) and the carbon atom bonded to the above Z 1 adjacent to the carbon atom in the formula (1-1).
  • the carbon number of A 1 is preferably 3 to 30, more preferably 3 to 20, and even more preferably 3 to 15.
  • the number of carbon atoms is a number including two carbon atoms specified in the formula.
  • a 1 may have a hetero atom, and examples thereof include a nitrogen atom, a sulfur atom, an oxygen atom, a selenium atom, a tellurium atom, a phosphorus atom, a silicon atom, and a boron atom.
  • the number of heteroatoms in A 1 is preferably 0 to 10, more preferably 0 to 5, and even more preferably 0 to 2.
  • a 1 may have a substituent, and the substituent may be any of a halogen atom (preferably a chlorine atom) and an alkyl group (linear, branched, and cyclic).
  • the number is preferably 1 to 10, more preferably 1 to 6, an aryl group (preferably 6 to 18 carbon atoms, more preferably 6 to 12 carbon atoms), and a heteroaryl group (5 to 6 carbon atoms are preferable). 18 is preferable, 5 to 6 is more preferable), or a silyl group (for example, an alkylsilyl group.
  • the alkyl group in the alkylsilyl group is either linear, branched, or cyclic.
  • the number of carbon atoms thereof is preferably 1 to 4, more preferably 1).
  • a 1 may or may not exhibit aromaticity.
  • a 1 may have a monocyclic structure or a condensed ring structure, but is preferably a condensed ring containing at least one of a 5-membered ring, a 6-membered ring, and a 5-membered ring and a 6-membered ring.
  • the number of rings forming the fused ring is preferably 1 to 4, more preferably 1 to 3.
  • a ring usually used as an acidic nucleus (specifically, an acidic nucleus with a merocyanine dye) is preferable, and specific examples thereof include the following.
  • (B) Pyrazolinen nucleus For example, 1-phenyl-2-pyrazolin-5-one, 3-methyl-1-phenyl-2-pyrazolin-5-one, 3-cyano-1-phenyl-2-pyrazolin-5-one. On, and 1- (2-benzothiazolyl) -3-methyl-2-pyrazolin-5-one, etc.
  • (C) Isooxazolinone nuclei For example, 3-phenyl-2-isooxazoline-5-one, 3-methyl-2-isooxazoline-5-one and the like.
  • (D) Oxindole nucleus For example, 1-alkyl-2,3-dihydro-2-oxyindole and the like.
  • (E) 2,4,6-trioxohexahydropyrimidine nucleus For example, barbituric acid or 2-thiobarbituric acid, and derivatives thereof.
  • the derivative include 1-alkyl compounds such as 1-methyl and 1-ethyl, 1,3-dialkyl compounds such as 1,3-dimethyl, 1,3-diethyl, and 1,3-dibutyl, 1,3.
  • 1,3-Diaryls such as -diphenyl, 1,3-di (p-chlorophenyl), and 1,3-di (p-ethoxycarbonylphenyl), 1-alkyl-1 such as 1-ethyl-3-phenyl -Aryl form, 1,3-diheteroaryl form such as 1,3-di (2-pyridyl) and the like can be mentioned.
  • 2-thio-2,4-thiazolidinedione nuclei for example, rhodanine and its derivatives.
  • Derivatives include, for example, 3-alkyl loadanine such as 3-methyl loadanine, 3-ethyl loadanine, and 3-allyl loadanine, 3-aryl loadanine such as 3-phenyl loadanin, and 3- ( Examples thereof include 3-heteroaryl loadanine such as 2-pyridyl) loadanine.
  • 3-alkyl loadanine such as 3-methyl loadanine, 3-ethyl loadanine, and 3-allyl loadanine
  • 3-aryl loadanine such as 3-phenyl loadanin
  • 3- Examples thereof include 3-heteroaryl loadanine such as 2-pyridyl) loadanine.
  • 2-thio-2,4-oxazolidinedione nucleus (2-thio-2,4- (3H, 5H) -oxazoledione nucleus): For example, 3-ethyl-2-thio-2,4-oxazolidinedione. etc.
  • Tianaftenone nucleus For example, 3 (2H) -thianaftenone-1,1-dioxide and the like.
  • (K) Thiazoline-4-one nuclei for example, 4-thiazolinone, 2-ethyl-4-thiazolinone and the like.
  • Imidazoline-5-one nucleus For example, 2-propylmercapto-2-imidazolin-5-one and the like.
  • O 3,5-Pyrazolidinedione nuclei: For example, 1,2-diphenyl-3,5-pyrazolidinedione, 1,2-dimethyl-3,5-pyrazolidinedione and the like.
  • P Benzothiophene-3 (2H) -on nuclei: for example, benzothiophene-3 (2H) -on, oxobenzothiophene-3 (2H) -on, dioxobenzothiophene 3 (2H) -on, etc. ..
  • Indanone nuclei For example, 1-indanone, 3-phenyl-1-indanone, 3-methyl-1-indanone, 3,3-diphenyl-1-indanone, 3- (dicyanomethylidene) indan-1-one. , And 3,3-dimethyl-1-indanone and the like.
  • R Benzofuran-3- (2H) -one nuclei: For example, benzofuran-3- (2H) -one and the like.
  • S 2,2-Dihydrophenalene-1,3-dione nucleus and the like.
  • (T) Pyridone nucleus For example, 3-cyano-1-ethyl-6-hydroxy-4-methyl-2-pyridone, 3-cyano-1-methyl-6-hydroxy-4-methyl-2-pyridone, 3-. Cyano-1-ethyl-6-hydroxy-4-trifluoromethyl-2-pyridone, 3-cyano-1-phenyl-6-hydroxy-4-trifluoromethyl-2-pyridone and the like.
  • a 1 may be a ring having a group represented by the formula (AW).
  • * 2 represents the bond position with the carbon atom marked with * in the formula (1-1) (in other words, * 2 is double with the carbon atom to which R 1 in the formula (1) is directly bonded. Represents the bond position with the carbon atom forming the bond). That is, when A 1 is a ring having a group represented by the formula (AW), the compound represented by the formula (1) (or the compound represented by the formula (1)) in which Y 1 is the group represented by the formula (1-1).
  • the compound represented by 1-1a) is a compound represented by the formula (1-1b).
  • the reference numeral used in the equation (1-1b) is synonymous with the corresponding reference numeral used in the equation (1).
  • L represents a single bond or -NR L- .
  • RL represents a hydrogen atom or a substituent.
  • RL is preferably an alkyl group, an aryl group, or a heteroaryl group, and an alkyl group or an aryl group is preferable.
  • the alkyl group and the aryl group may have a substituent.
  • an alkyl group for example, 1 to 3 carbon atoms
  • L is preferably a single bond.
  • RY1 to RY6 independently represent a hydrogen atom or a substituent. Of these, RY1 to RY6 are preferably alkyl groups, cyano groups, aryl groups, or heteroaryl groups, respectively.
  • an aromatic ring aromatic hydrocarbon ring and aromatic heterocycle
  • Ring formed by bonding between R Y1 and R Y2 may have a substituent, further, between such substituent may be bonded to each other to form a ring.
  • R ZA to R ZD independently represent a hydrogen atom or a substituent.
  • R ZA to R ZD are each independently preferably an alkyl group, a cyano group, an aryl group, or a heteroaryl group.
  • the alkyl group may have a substituent, and is preferably an alkyl group having a halogen atom as a substituent (for example, 1 to 3 carbon atoms) such as a trifluoromethyl group.
  • a ring formed by bonding -LYZ- and two carbon atoms specified in the formula (1-1) is formed.
  • a combination of a 5-membered ring or a 6-membered ring is preferable.
  • the 5-membered ring or the 6-membered ring may be further fused with a different ring (preferably a benzene ring) to form a condensed ring structure.
  • a group represented by any of the following formulas (AW1) to (AW6) can be mentioned. That is, Y 1 in the formula (1) represents a group represented by the formula (1-1), and the rings represented by A 1 in the above formula (1-1) are the formulas (AW1) to the formula (AW1) to It may be a ring having a group represented by any one of AW6).
  • the group represented by any of the formulas (AW1) to (AW6) is preferably the group represented by any of the formulas (AW1) to (AW3).
  • a 1 is preferably a ring having a group represented by the formula (AX) because the heat resistance of the photoelectric conversion element is more excellent.
  • R 7 and R 8 each independently represent a hydrogen atom or a substituent. Is preferably R 7 and R 8 combine to form a ring together, Examples of the ring and R 7 and R 8 bind to form together, for example, an aromatic ring (aromatic hydrocarbon ring and aromatic heterocyclic ring ), Specific examples thereof include a benzene ring, a pyrazine ring, and a pyridine ring. It is also preferable that the ring formed by bonding R 7 and R 8 to each other further has a substituent. As the substituent, a halogen atom is preferable, and a chlorine atom is more preferable. Further, the substituents of the ring formed by bonding R 7 and R 8 to each other may further bond to each other to form a ring (benzene ring or the like).
  • the group represented by the formula (AX) is preferably a group represented by the following formula (AY) because the heat resistance of the photoelectric conversion element is more excellent.
  • R 9 to R 12 independently represent a hydrogen atom or a substituent. Among them, R 9 to R 12 are independently preferably a hydrogen atom or a halogen atom, and more preferably a hydrogen atom or a chlorine atom. R 9 and R 10 may be coupled to each other to form a ring, R 10 and R 11 may be coupled to each other to form a ring, and R 11 and R 12 may be coupled to each other to form a ring. May form a ring.
  • Aromatic rings are examples of rings formed by bonding R 9 and R 10 , R 10 and R 11 , and R 11 and R 12 to each other.
  • a benzene ring is preferable.
  • R 10 and R 11 are bonded to each other to form a ring.
  • the ring formed by connecting R 9 and R 10 , R 10 and R 11 , and R 11 and R 12 to each other may be further substituted with a substituent.
  • substituents of the ring may be bonded to each other to further form a ring.
  • the substituent of the ring and one or more of R 9 to R 12 may be bonded to each other to form one or more rings.
  • the group formed by bonding the substituents of the ring to each other may be a single bond.
  • R Z1 represents a hydrogen atom or a substituent.
  • R Z2 and R Z3 independently represent a cyano group or -COOR Z4 , respectively.
  • R Z4 represents an alkyl group which may have a substituent, an aryl group which may have a substituent, or a heteroaryl group which may have a substituent.
  • Z 1 is preferably an oxygen atom.
  • R b1 and R b2 each independently represent a cyano group or -COOR b3.
  • R b3 represents an alkyl group which may have a substituent, an aryl group which may have a substituent (phenyl group or the like), or a heteroaryl group which may have a substituent.
  • R 1 and R 2 each independently represent a hydrogen atom or a substituent.
  • R 1 and R 2 are each independently preferably a hydrogen atom.
  • R a1 and R a2 each independently have an aryl group which may have a substituent, -C ( RL1 ) ( RL2 ) ( RL3 ), or a substituent. Represents a heteroaryl group that may be used.
  • the aryl group is preferably a phenyl group, a naphthyl group, or a fluorenyl group, and more preferably a phenyl group or a naphthyl group.
  • the aryl group is a phenyl group
  • the phenyl group preferably has a substituent, and the substituent is preferably an alkyl group (preferably 1 to 3 carbon atoms) independently of each other.
  • the number of substituents contained in the phenyl group is preferably 1 to 5, and more preferably 2 or 3.
  • R L1 -C (R L1) (R L2 ) (R L3) in R L1 ⁇ R L3 are each independently optionally substituted alkyl group, an aryl group which may have a substituent, A heteroaryl group that may have a substituent or a hydrogen atom , and at least two of RL1 to RL3 are independently alkyl groups and substituents that may have a substituent.
  • Alkyl groups that may have substituents represented by RL1 to RL3 , aryl groups that may have substituents, and heteroaryl groups that may have substituents are mutually exclusive. They may be combined to form a ring.
  • alkyl groups that may have substituents may be bonded to each other to form a ring.
  • the substituent in the aryl group which may have a substituent and the alkyl group which may have a substituent may be bonded to each other to form a ring.
  • the substituent in the heteroaryl group which may have a substituent and the alkyl group which may have a substituent may be bonded to each other to form a ring.
  • the substituent in the aryl group which may have a substituent and the substituent in another aryl group which may have a substituent may be bonded to each other to form a ring.
  • the substituent in the aryl group which may have a substituent and the substituent in the heteroaryl group which may have a substituent may be bonded to each other to form a ring.
  • the substituent in the heteroaryl group which may have a substituent and the substituent in another heteroaryl group which may have a substituent may be bonded to each other to form a ring.
  • the substituent and the substituent are bonded to each other.
  • the group formed in the above may be a single bond.
  • an alkyl group which may have a substituent represented by RL1 to RL3 an alkyl group which may have a substituent represented by RL1 to RL3 , an aryl group which may have a substituent, and a heteroaryl group which may have a substituent may be used.
  • -C ( RL1 ) ( RL2 ) ( RL3 ) is preferably a group other than an aryl group and a heteroaryl group.
  • the alkyl groups represented by RL1 to RL3 may be independently linear, branched chain, or cyclic.
  • the alkyl groups represented by RL1 to RL3 preferably have two alkyl groups bonded to each other to form a ring. More specifically, for example, may be attached to the alkyl group represented by an alkyl group and R L2 represented by R L1 with each other to form a ring.
  • the substituents ring and the alkyl group represented by an alkyl group and R L2 represented by R L1 is formed by the mutual bonding (cycloalkane rings such monocyclic) has, represented by R L3 Alkyl groups may be bonded to each other to form a polycycle (polycyclic cycloalkane ring, etc.). That is, -C ( RL1 ) ( RL2 ) ( RL3 ) may be a cycloalkyl group (preferably a cyclohexyl group) which may have a substituent.
  • the number of membered rings of the cycloalkyl group is preferably 3 to 12, more preferably 5 to 8, and even more preferably 6.
  • the cycloalkyl group may be monocyclic (cyclohexyl group or the like) or polycyclic (1-adamantyl group or the like).
  • the cycloalkyl group preferably has a substituent.
  • the cycloalkyl group has a substituent, it is contained in the carbon atom (that is, "-C ( RL1 ) ( RL2 ) ( RL3 )" directly bonded to the nitrogen atom specified in the general formula (1). It is preferable that the carbon atom adjacent to the specified "C" atom) has a substituent.
  • Examples of the substituent that the cycloalkyl group may have include an alkyl group (preferably having 1 to 3 carbon atoms).
  • the substituents of the cycloalkyl group may be bonded to each other to form a ring, and the ring formed by the substituents to be bonded to each other may be other than the cycloalkane ring.
  • R a1 and R a2 are independently represented by the formula (X), ⁇ C (RL1 ) ( RL2 ) ( RL3 ), and substituents, respectively, because the heat resistance of the photoelectric conversion element is more excellent. It is preferable to represent a polycyclic aryl group which may have a substituent or a polycyclic heteroaryl group which may have a substituent. Among them, from the viewpoint of sublimation suitability of the photoelectric conversion element, Ra1 and Ra2 are independently represented by the group represented by the formula (X), ⁇ C ( RL1 ) ( RL2 ) ( RL3 ), or A polycyclic aryl group which may have a substituent is preferable.
  • the group represented by the formula (X) is preferably a group represented by the formula (Z) described later, and more preferably a group represented by the formula (ZB) described later.
  • the group represented by the formula (X) is the group shown below.
  • B 1 represents a monocyclic aromatic ring which may have a substituent other than R d1.
  • R d1 represents an alkyl group, a silyl group, an alkoxy group, an alkylthio group, a cyano group, a halogen atom, an aryl group, a heteroaryl group, an alkenyl group, or an alkynyl group. These groups may further have substituents, if possible.
  • Examples of the monocyclic aromatic ring include a monocyclic aromatic hydrocarbon ring and a monocyclic aromatic heterocycle.
  • Examples of the aromatic hydrocarbon ring include a benzene ring.
  • Examples of the aromatic heterocycle include a pyrrole ring, a furan ring, a thiophene ring, an imidazole ring, and an oxazole ring. Among them, an aromatic hydrocarbon ring is preferable, and a benzene ring is more preferable, because the heat resistance of the photoelectric conversion element is more excellent.
  • the number of carbon atoms of the alkyl group represented by R d1 is preferably 1 to 12, more preferably 1 to 6, and even more preferably 1 to 3. Further, the alkyl group may be -CH (R d3 ) (R d4 ) or -C (R d3 ) (R d4 ) (R d5 ). R d3 to R d5 independently represent an aryl group, an alkyl group (for example, 1 to 3 carbon atoms), or a heteroaryl group. Examples of the silyl group represented by R d1 include a group represented by ⁇ Si (R p ) (R q ) (R r ).
  • R p to R r independently represent a hydrogen atom or a substituent.
  • substituent represented by R p to R r include an alkyl group (which may be linear, branched, or cyclic; the number of carbon atoms is, for example, 1 to 4) and aryl. Groups and heteroaryl groups can be mentioned. These groups may further have a substituent.
  • the number of carbon atoms of the silyl group represented by R d1 is preferably 1 to 12, preferably 1 to 6, and even more preferably 3.
  • the number of carbon atoms of the alkoxy group represented by R d1 is preferably 1 to 12, more preferably 1 to 6, and even more preferably 1 to 3.
  • the number of carbon atoms of the alkylthio group represented by R d1 is preferably 1 to 12, more preferably 1 to 6, and even more preferably 1 to 3.
  • Examples of the halogen atom represented by R d1 include a fluorine atom, an iodine atom, a bromine atom, a chlorine atom and the like.
  • the carbon number of the alkenyl group represented by R d1 is preferably 2 to 12, more preferably 2 to 6, and even more preferably 2 to 3.
  • the number of carbon atoms of the alkynyl group represented by R d1 is preferably 2 to 12, more preferably 2 to 6, and even more preferably 2 to 3.
  • R d1 and B 1 may be bonded to each other to form a non-aromatic ring. * Represents the bond position.
  • the aromatic ring of B 1 is directly bonded to the nitrogen atom specified in the formula (1).
  • the group represented by the formula (X) is preferable.
  • Re12 represents a hydrogen atom or a substituent.
  • at least T 4 represents -CR e12 " and R e12 is -CH (R d3 ) (R d4 ) or -C (R d3 ) (R d4 ) (R d5 ). It may be.
  • substituent is synonymous with the above-mentioned substituent W.
  • substituents include an alkyl group, an aryl group, a heteroaryl group, a silyl group, a halogen atom, a cyano group and the like.
  • these groups may further have a substituent (for example, a halogen atom such as a fluorine atom).
  • the number of carbon atoms of the alkyl group represented by Re12 is preferably 1 to 12, more preferably 1 to 6, and even more preferably 1 to 3.
  • the alkyl group may be -CH (R d3 ) (R d4 ) or -C (R d3 ) (R d4 ) (R d5 ).
  • R d3 to R d5 independently represent an aryl group, an alkyl group (for example, 1 to 3 carbon atoms), or a heteroaryl group.
  • Examples of the silyl group represented by R e12 include the silyl group described as the silyl group represented by R d1.
  • Examples of the halogen atom represented by Re12 include a fluorine atom, an iodine atom, a bromine atom, and a chlorine atom.
  • the Re 12s may be the same or different from each other.
  • R f2 represents an alkyl group, a silyl group, an alkoxy group, an alkylthio group, a cyano group, a halogen atom, an aryl group, a heteroaryl group, an alkenyl group, or an alkynyl group, and is represented in the formula (X). It is synonymous with R d1 , and the preferred conditions are the same. Further, R f2 and Re 12 in T 1 may be bonded to each other to form a non-aromatic ring.
  • the group represented by the formula (X) is more preferable.
  • Re12 represents a hydrogen atom or a substituent.
  • Re12 in formula (ZB) is similar to Re12 in formula (Z).
  • R f3 and R f4 each independently represent an alkyl group, an aryl group, or a heteroaryl group.
  • One or both of R f3 and R f4 may be -CH (R d3 ) (R d4 ), -C (R d3 ) (R d4 ) (R d5 ), an aryl group, or a heteroaryl group.
  • R d3 to R d5 independently represent an aryl group, an alkyl group (for example, 1 to 3 carbon atoms), or a heteroaryl group. These groups may further have substituents, if possible. * Represents the bond position.
  • the number of rings constituting the polycyclic aryl group which may have a substituent and the polycyclic heteroaryl group which may have a substituent is 2 or more, preferably 2 to 4. 2-3 is more preferable, and 2 is even more preferable.
  • the polycyclic aryl group which may have a substituent and the substituent which may have a polycyclic heteroaryl group which may have a substituent include a non-aromatic ring. May be good.
  • As the polycyclic aryl group which may have a substituent for example, a naphthyl group which may have a substituent is preferable.
  • Ar 1 represents an aromatic ring which may have a substituent.
  • the aromatic ring may be monocyclic or polycyclic.
  • Examples of the aromatic ring include an aromatic hydrocarbon ring and an aromatic heterocycle.
  • Examples of the aromatic hydrocarbon ring include a benzene ring, a naphthalene ring, an anthracene ring, and a phenanthrene ring.
  • Examples of the aromatic heterocycle include a quinoxaline ring, a pyrazine ring, a pyrrole ring, a furan ring, a thiophene ring, an imidazole ring, and an oxazole ring. These rings may be fused with other rings (which may be non-aromatic rings).
  • Ar 1 is preferably an aromatic heterocycle, more preferably a quinoxaline ring or a pyrazine ring.
  • an alkyl group is preferable.
  • the compound represented by the formula (2) is preferably the compound represented by the formula (2) because the heat resistance of the photoelectric conversion element is more excellent.
  • a 1 in the formula (2) have the formula (1-1) (or formula (1-1a)) in the same meaning as A 1 in a same preferable conditions.
  • R 1 and R 2 in the formula (2) has the same meaning as R 1 and R 2 in the formula (1), is the same preferred conditions.
  • R a1 and R a2 in the formula (2) has the same meaning as R a1 and R a2 in the formula (1), is the same preferred conditions.
  • R c1 represents a hydrogen atom or a substituent.
  • X 1 to X 4 at least two are preferably nitrogen atoms, at least X 1 and X 4 are more preferably nitrogen atoms, and only X 1 and X 4 are even more preferably nitrogen atoms.
  • the plurality of R c1s may be bonded to each other to form a ring.
  • a ring formed by bonding a plurality of R c1s to each other an aromatic ring is preferable, and a benzene ring or a pyridine ring is more preferable.
  • a ring formed by bonding a plurality of R c1s to each other may further have a substituent.
  • the compound represented by the formula (3) is more preferably the compound represented by the formula (3) because the heat resistance of the photoelectric conversion element is more excellent.
  • a 1 in the formula (3) has the formula (1-1) (or formula (1-1a)) in the same meaning as A 1 in a same preferable conditions.
  • R 1 and R 2 in the formula (3) has the same meaning as R 1 and R 2 in the formula (1), is the same preferred conditions.
  • R 3 to R 6 independently represent a hydrogen atom or a substituent.
  • R 3 to R 6 are each independently preferably a hydrogen atom, an alkoxy group, a silyl group, a chlorine atom, a fluorine atom, a cyano group, or an alkyl group, and the hydrogen atom and the alkyl group portion have 1 to 3 carbon atoms. Alkoxy groups, chlorine atoms, fluorine atoms, cyano groups, or alkyl groups having 1 to 4 carbon atoms are more preferable.
  • R 3 ⁇ R 6 the number of R 3 ⁇ R 6 representing a substituent 0-2 is preferred.
  • R 4 and / or R 5 represent a substituent.
  • the ring formed by bonding R 3 and R 4 , R 4 and R 5 , and R 5 and R 6 to each other may be monocyclic or polycyclic, aromatic or non-aromatic, and has a substituent. You may be doing it.
  • the number of ring-membered atoms in the ring is preferably 5 to 12, more preferably 5 to 7.
  • R 3 and R 4 , R 4 and R 5 , or R 5 and R 6 (preferably R 4 and R 5 ) bond with each other to form a benzene ring that may further have a substituent.
  • the benzene ring (the benzene ring which may further have a substituent) is condensed with respect to the ring containing E 3 and E 6.
  • R a1 and R a2 in the formula (3) has the same meaning as R a1 and R a2 in the formula (1), is the same preferred conditions.
  • the compound represented by the formula (4) may be a compound represented by the formula (4) because the heat resistance of the photoelectric conversion element is more excellent.
  • R 1 and R 2 in the formula (4) has the same meaning as R 1 and R 2 in the formula (1), is the same preferred conditions.
  • Equation (4) in the E 3 and E 6 has the same meaning as E 3 and E 6 in formula (3), is the same preferred conditions.
  • R 3 ⁇ R 6 in the formula (4) has the same meaning as R 3 ⁇ R 6 in the formula (3), is the same preferred conditions.
  • R 7 and R 8 in formula (4) has the same meaning as R 7 and R 8 in formula (AX), is the same preferred conditions.
  • R a1 and R a2 in the formula (4) has the same meaning as R a1 and R a2 in the formula (1), is the same preferred conditions.
  • a compound represented by the formula (4-2) As a preferable form of the compound represented by the formula (4), a compound represented by the formula (4-2) can be mentioned.
  • R 1 and R 2 in the formula (4-2) has the same meaning as R 1 and R 2 in the formula (1), is the same preferred conditions.
  • Equation (4-2) in the E 3 and E 6 has the same meaning as E 3 and E 6 in formula (3), is the same preferred conditions.
  • R 3 ⁇ R 6 in the formula (4-2) has the same meaning as R 3 ⁇ R 6 in the formula (3), is the same preferred conditions.
  • R 7 and R 8 in the formula (4-2) has the same meaning as R 7 and R 8 in formula (AX), is the same preferred conditions.
  • R a3 and R a4 in the formula (4-2) each independently have a group represented by the formula (X), -C ( RL1 ) ( RL2 ) ( RL3 ), and a substituent.
  • the aryl group of the above and the polycyclic heteroaryl group which may have a substituent are the groups represented by the formula (X) described for Ra1 and Ra2 in the formula (1), ⁇ C ( R L1) (R L2) ( R L3), an aryl group of polycyclic which may have a substituent, and are each a heteroaryl group polycyclic which may have a substituent synonymous, The same applies to the preferred conditions.
  • the compound represented by the formula (5) may be a compound represented by the formula (5) because the heat resistance of the photoelectric conversion element is more excellent.
  • R 1 and R 2 in the formula (5) has the same meaning as R 1 and R 2 in the formula (1), is the same preferred conditions.
  • Equation (5) in E 3 and E 6 has the same meaning as E 3 and E 6 in formula (3), is the same preferred conditions.
  • R 3 ⁇ R 6 in the formula (5) has the same meaning as R 3 ⁇ R 6 in the formula (3), is the same preferred conditions.
  • R 9 ⁇ R 12 in the formula (5) has the same meaning as R 9 ⁇ R 12 in the formula (AY), which is also the same preferred conditions.
  • R a1 and R a2 in the formula (5) has the same meaning as R a1 and R a2 in the formula (1), is the same preferred conditions.
  • the compound represented by the formula (1) is illustrated below.
  • Me represents a methyl group
  • Ph represents a phenyl group.
  • the molecular weight of the first compound is not particularly limited, but is preferably 300 to 1200. When the molecular weight is 1200 or less, the vapor deposition temperature does not rise and the decomposition of the compound is unlikely to occur. When the molecular weight is 300 or more, the glass transition point of the vapor-deposited film is not lowered, and the heat resistance of the photoelectric conversion element is improved.
  • the maximum absorption wavelength of the first compound is a wavelength of 500 to 620 nm, preferably a wavelength of 510 to 610 nm, more preferably a wavelength of 520 to 600 nm, and even more preferably a wavelength of 530 to 590 nm.
  • the absorption coefficient of the first compound at the maximum absorption wavelength is preferably 8 ⁇ 10 4 cm -1 or more, more preferably 1 ⁇ 10 5 cm -1 or more, and even more preferably 2 ⁇ 10 5 cm -1 or more.
  • the upper limit of the extinction coefficient is not particularly limited, and is, for example, 1 ⁇ 10 8 cm -1 or less.
  • the first compound is preferably a compound having an ionization potential of 5.0 to 6.2 eV in a single membrane, preferably 5.2 to 6.2, in terms of matching the energy level with the n-type semiconductor material described later. It is more preferably a compound having a value of 6.1 eV, and even more preferably a compound having a value of 5.4 to 6.0 eV.
  • the ionization potential is a value obtained by measuring a single film of a compound with AC-2 of a photoelectron spectroscope manufactured by RIKEN KEIKI.
  • the content of the first compound with respect to the entire photoelectric conversion film (film thickness of the first compound in terms of a single layer / film thickness of the entire photoelectric conversion film) ⁇ 100) is preferably 5 to 70% by volume, and is preferably 10 to 70% by volume. 50% by volume is more preferable, and 15 to 40% by volume is further preferable.
  • the second compound is a compound having a maximum absorption wavelength at a wavelength of 450 to 550 nm.
  • the second compound is a compound different from the first compound described above.
  • the second compound is not particularly limited as long as it has a maximum absorption wavelength at a wavelength of 450 to 550 nm, and among them, a compound represented by the formula (P), a compound represented by the formula (Q), and a compound represented by the formula (Q), the formula (R) ),
  • the second compound is more preferably a compound represented by the formula (U) or a compound represented by the formula (1) and having a maximum absorption wavelength at a wavelength of 450 to 550 nm.
  • the second compound is also preferably free of ionic groups.
  • a compound represented by the formula (1) can also be used.
  • the description of the formula (1) is as described above, and the same applies to the possible forms of the compound represented by the formula (1).
  • the compound represented by the formula (1) as the second compound is a compound having a maximum absorption wavelength at a wavelength of 450 to 550 nm.
  • the photoelectric conversion film contains a plurality of types of compounds represented by the formula (1) and having a maximum absorption wavelength at a wavelength of 500 to 550 nm (that is, the first compound is included in the photoelectric conversion film).
  • the compound with the smaller maximum absorption wavelength is regarded as the second compound. It is preferable to consider the compound having the larger maximum absorption wavelength as the first compound.
  • the content of the first compound and / or the compound treated as the second compound is preferably 5% by volume or more, preferably 10% by volume or more, independently of the entire photoelectric conversion film. More preferably, it is more preferably 15% by volume or more.
  • X represents O, S, or NR 10 .
  • R x and R y each independently represent a hydrogen atom or a substituent, and at least one of them represents an electron-attracting group. Further, R x and R y may be connected to form a ring.
  • R 7 to R 10 independently represent a hydrogen atom or a substituent.
  • R 8 and R 9 may be combined with each other to form a ring.
  • L represents a linking group consisting of a conjugated bond.
  • D 1 is a group containing an atomic group (preferably ⁇ NR a (R b ).
  • R a and R b each independently represent a hydrogen atom or a substituent. Select from the group consisting of Ra, R b, L. The combination of groups to be formed may be bonded to each other to form a ring).
  • A represents an electron-attracting atomic group.
  • R 1 to R 3 independently represent a hydrogen atom or a substituent.
  • L represents a divalent ⁇ -conjugated substituent.
  • D represents an electron-donating aromatic substituent.
  • X is, O, S, and represents any of N-R a.
  • Ra represents a hydrogen atom or a substituent.
  • the compound represented by the formula (Q) has a molecular weight of 250 to 800.
  • the electron-attracting atomic group represents an atomic group in which at least one electron-attracting group is bonded to an atom at a bond position.
  • the electron attracting group is not particularly limited, and for example, Chem. Rev. , 1991, 91, p. 165, among the substituents, those having a positive Hammet value can be mentioned.
  • R' R is a hydrogen atom, an alkyl group, an aryl group, a heterocyclic group, an amino group, an alkyloxy group, an aryloxy group, a heterocyclic oxy group , Hydroxy group, alkylthio group, arylthio group, heterocyclic thio group, or mercapto group.
  • the electron-donating aromatic substituent is an aromatic substituent having a higher electron density than the unsubstituted benzene ring, and is more easily oxidized and reduced than benzene. Defined as an aromatic substituent that is unlikely to occur.
  • the structure represented by D is preferably a group having 3 to 30 carbon atoms, and more preferably a group having 6 to 20 carbon atoms.
  • a group containing a partial structure of N, N-disubstituted aniline is preferable, and a group containing a triphenylamine structure as a partial structure is more preferable.
  • an organic photoelectric conversion material for an organic thin film photoelectric conversion element having a molecular weight of 250 to 800 represented by the general formula 1 in JP-A-2009-215260 can also be used. Incorporated herein.
  • R 1 to R 6 independently represent a hydrogen atom or a substituent.
  • R 1 and R 2 and R 3 and R 4 may be coupled to each other to form a ring.
  • Ar 1 and Ar 2 independently represent an aryl group which may have a substituent or a heteroaryl group which may have a substituent.
  • Ar 1 and Ar 2, Ar 1 and R 1, Ar 2 and R 6 (preferably, substituent in the aryl or heteroaryl group in the substituent and Ar 2 in the aryl or heteroaryl group in Ar 1, in Ar 1 aryl or heteroaryl substituent in group and R 1, Ar 2 substituent and R 6 in the aryl group or heteroaryl group in) may each be bonded to each other to form a ring.
  • X represents a group selected from the group consisting of an oxygen atom, a sulfur atom,> CR C1 RC2 ,> NR N1 , and> SiR Si1 R Si2.
  • R C1, R C2, R N1, R Si1 and R Si2 each independently represent a hydrogen atom or a substituent.
  • RC3 , RC4 , and RN2 each independently represent a hydrogen atom or a substituent.
  • RC3 and RC4 may be combined with each other to form a ring.
  • a is NR N2
  • R 4 may be bonded to each other to form a ring.
  • A has no carboxy group and no hydroxy group.
  • the compound (A) represented by the formula (1) in JP-A-2015-038937 can also be used, and the contents thereof are incorporated in the present specification.
  • R 1 to R 12 independently represent a hydrogen atom or a substituent.
  • M is a divalent metal atom (for example, Zn, Cu, Fe, Co, Ni, Au, Ag, Ir, Ru, Rh, Pd, Pt, Mn, Mg, Ti, Be, Ca, Ba, Cd, Hg. , Pb, or Sn).
  • X 1 and X 2 independently represent a nitrogen atom or CR 13.
  • R 13 represents a hydrogen atom or a substituent.
  • R 13 has an aryl group having a substituent constant ⁇ p of Hammett greater than 0, which may have a substituent, or a substituent having a substituent constant ⁇ p of Hammett greater than 0. Heteroaryl groups may be preferred.
  • the aryl group that may have the above-mentioned substituents may have Hammett's substituent constant ⁇ p greater than 0 for the entire group.
  • the substituent constant ⁇ p of Hammett of the entire aryl group having a substituent may be more than 0.
  • Hammett's substituent constant ⁇ p may be more than 0 in the whole group.
  • the substituent constant ⁇ p of Hammett of the entire heteroaryl group having a substituent may be more than 0.
  • the Hammett substituent constant ⁇ p value will be described.
  • Hammett's law in 1935, to quantitatively discuss the effect of substituents on the reaction or equilibrium of benzene derivatives. P. A rule of thumb proposed by Hammett, which is widely accepted today. Substituent constants obtained by Hammett's law include ⁇ p value and ⁇ m value, and these values can be found in many general books, for example, J. et al. A. Described in detail in Dean, “Lange's and book of Chemistry", 12th edition, 1979 (McGraw-Hill) and "Chemical Area” special edition, No. 122, pp. 96-103, 1979 (Nankodo) ..
  • the substituent is limited or described by the Hammett substituent constant ⁇ p, but this is limited to the substituent having a known value in the literature found in the above-mentioned book. However, even if the value is unknown in the literature, it also includes substituents that would be included in the range when measured based on Hammett's law.
  • R 1 and R 2 , R 2 and R 3 , adjacent R 3 and R 13 , adjacent R 13 and R 4 , R 4 and R 5 , R 5 and R 6 , R 7 and R 8 , R 8 And R 9 , adjacent R 8 and R 13 , adjacent R 13 and R 10 , R 10 and R 11 , and R 11 and R 12 , respectively, may be coupled to each other to form a ring.
  • the compound represented by the formula (1) in WO2018-186389 and the compound represented by the formula (1) in WO2018-186397 can also be used. Incorporated into the specification.
  • Ar 1 and Ar 4 each independently represent an arylene group which may have a substituent or a heteroarylene group which may have a substituent.
  • Ar 2 , Ar 3 , Ar 5 , and Ar 6 each independently represent an aryl group that may have a substituent or a heteroaryl group that may have a substituent.
  • the four Rs that are present independently represent a hydrogen atom or a substituent (preferably a cyano group).
  • L 2 and L 3 each independently represent a methine group which may have a substituent.
  • n represents an integer of 0 to 2.
  • Ar 1 represents an arylene group which may have a substituent or a heteroarylene group which may have a substituent.
  • Ar 2 and Ar 3 independently represent an aryl group which may have a substituent, an alkyl group which may have a substituent, or a heteroaryl group which may have a substituent.
  • Ar 1 and Ar 2, Ar 2 and Ar 3, Ar 3 and Ar 1 (preferably, the substituent in the aryl group or heteroaryl group in the substituent and Ar 2 in the arylene group or heteroarylene group in Ar 1, in Ar 2
  • Ar 3 and Ar 1 (preferably, the substituent in the aryl group or heteroaryl group in the substituent and Ar 2 in the arylene group or heteroarylene group in Ar 1, in Ar 2
  • Substituents in aryl or heteroaryl groups and substituents on aryl or heteroaryl groups in Ar 3 , substituents on arylene or heteroarylene groups in Ar 1 and substituents on aryl or heteroaryl groups in Ar 2 ) May be combined with each other to form a ring.
  • L 1 represents a methine group which may have a substituent or a group represented by the formula (U3), which is bonded to the group represented by the formula (U2).
  • Z 1 is a ring containing a carbon atom bonded to L 1 and a carbonyl group adjacent to the carbon atom, and has a 5-membered ring having a substituent and a substituent.
  • a merocyanine dye usually used as an acidic nucleus is preferable.
  • * Is represented by L 1, represents a bonding position to methine group which may have a substituent.
  • X represents a heteroatom.
  • Z 2 is a ring containing X, which is a 5-membered ring which may have a substituent, a 6-membered ring which may have a substituent, a 7-membered ring which may have a substituent, or a ring.
  • L 4 to L 6 each independently represent a methine group which may have a substituent.
  • R 6 and R 7 each independently represent a hydrogen atom or a substituent. R 6 and R 7 may be combined with each other to form a ring.
  • k represents an integer of 0 to 2. * Represents a binding position that binds to L 2 or Ar 1.
  • R 1 to R 7 independently represent a hydrogen atom or a substituent.
  • R 3 and R 5 , and R 1 and R 2 may be coupled to each other to form a ring, respectively. It is preferable that at least one of R 2 and R 3 is a non-hydrogen atom.
  • R 7 is preferably a substituent, more preferably an aryl group which may have a substituent, a heteroaryl group which may have a substituent, a halogen atom, a cyano group, or -COOR 8 .
  • R 8 represents an alkyl group which may have a substituent, an aryl group which may have a substituent, or a heteroaryl group which may have a substituent.
  • X represents an oxygen atom, a sulfur atom, or a selenium atom.
  • R 9 represents a hydrogen atom or a substituent.
  • R Z1 represents a hydrogen atom or a substituent.
  • R Z2 and R Z3 independently represent a cyano group or -COOR Z4 , respectively.
  • R Z4 represents an alkyl group which may have a substituent, an aryl group which may have a substituent, or a heteroaryl group which may have a substituent.
  • R 1 to R 6 independently represent a hydrogen atom or a substituent.
  • R 1 , R 3 , R 4 and R 6 are preferably aryl groups which may have substituents or heteroaryl groups which may have substituents, respectively.
  • X represents a nitrogen atom or -CR 13 - represents a.
  • R 13 contains a hydrogen atom or a substituent (preferably an alkyl group which may have a substituent, an aryl group which may have a substituent, or a heteroaryl group which may have a substituent).
  • M represents one atom selected from the group consisting of boron, beryllium, magnesium, chromium, iron, nickel, copper, zinc, and platinum.
  • L 1 represents a group (halogen atom or the like) that can be bonded to M.
  • m represents the valence of the atom represented by M.
  • R 1 and R 2 , R 2 and R 3 , adjacent R 3 and R 13 , adjacent R 13 and R 4 , R 4 and R 5 , and R 5 and R 6 , respectively, are combined with each other.
  • a ring may be formed.
  • the compound represented by the general formula (1) in WO2017 / 018351 can also be used, and the contents thereof are incorporated in the present specification.
  • the molecular weight of the second compound is not particularly limited, but is preferably 300 to 1200. When the molecular weight is 1200 or less, the vapor deposition temperature does not rise and the decomposition of the compound is unlikely to occur. When the molecular weight is 300 or more, the glass transition point of the vapor-deposited film is not lowered, and the heat resistance of the photoelectric conversion element is improved.
  • the maximum absorption wavelength of the second compound is a wavelength of 450 to 550 nm, preferably a wavelength of 460 nm or more and less than 530 nm, and more preferably a wavelength of 470 nm or more and less than 520 nm.
  • the absorption coefficient of the second compound at the maximum absorption wavelength is preferably 8 ⁇ 10 4 cm -1 or more, more preferably 1 ⁇ 10 5 cm -1 or more, and even more preferably 2 ⁇ 10 5 cm -1 or more.
  • the upper limit of the extinction coefficient is not particularly limited, and is, for example, 1 ⁇ 10 8 cm -1 or less.
  • the second compound is preferably a compound having an ionization potential of 5.0 to 6.2 eV in a single membrane, preferably 5.2 to 6.2, in terms of matching the energy level with the n-type semiconductor material described later. It is more preferably a compound having a value of 6.1 eV, and even more preferably a compound having a value of 5.4 to 6.0 eV.
  • the content of the second compound with respect to the entire photoelectric conversion film (film thickness of the second compound in terms of a single layer / film thickness of the entire photoelectric conversion film) ⁇ 100) is preferably 5 to 70% by volume, and is preferably 10 to 70% by volume. 50% by volume is more preferable, and 15 to 40% by volume is further preferable.
  • Ratio of the content of the second compound to the content of the first compound in the entire photoelectric conversion film (film thickness of the second compound in terms of single layer / film thickness of the first compound in terms of single layer) Is preferably 10/90 to 90/10, more preferably 30/70 to 70/30, and even more preferably 40/60 to 60/40.
  • the photoelectric conversion film preferably contains an n-type semiconductor material as a component other than the first compound and the second compound.
  • the n-type semiconductor material is an acceptor-type organic semiconductor material (compound), and refers to an organic compound having a property of easily accepting electrons. More specifically, the n-type semiconductor material refers to an organic compound having better electron transport properties than the above-mentioned first compound and second compound. Further, the n-type semiconductor material preferably has a large electron affinity for both the first compound and the second compound described above.
  • the electron mobility (electron carrier mobility) of a compound can be evaluated by using, for example, the Time-of-Flight method (range time method, TOF method) or a field effect transistor element.
  • the electron carrier mobility of the n-type semiconductor material is preferably 10 -4 cm 2 / V ⁇ s or more, more preferably 10 -3 cm 2 / V ⁇ s or more, and 10 ⁇ 2 cm 2 / s or more. It is more preferably V ⁇ s or more.
  • the upper limit of the electron carrier mobility is not particularly limited, but is preferably 10 cm 2 / V ⁇ s or less, for example, from the viewpoint of suppressing the flow of a small amount of current when not irradiated with light.
  • the value of the reciprocal of the LUMO value obtained by the calculation of B3LYP / 6-31G (d) using Gaussian '09 (software manufactured by Gaussian) as the electron affinity value (value multiplied by -1). ) Is used.
  • the electron affinity of the n-type semiconductor material is preferably 3.0 to 5.0 eV.
  • the n-type semiconductor material includes, for example, fullerenes selected from the group consisting of fullerene and derivatives thereof, condensed aromatic carbocyclic compounds (for example, naphthalene derivatives, anthracene derivatives, phenanthrene derivatives, tetracene derivatives, pyrene derivatives, perylene derivatives, and , Fluolanthene derivative); 5- to 7-membered heterocyclic compound having at least one nitrogen atom, oxygen atom, and sulfur atom (eg, pyridine, pyrazine, pyrimidine, pyridazine, triazine, quinoline, quinoxalin, quinazoline, phthalazine) , Synnoline, Isoquinolin, Pteridine, Aclysine, Phenazine, Phenantroline, Tetrazole, Pyrazole, Imidazole, and Thiazole, etc.); Polyarylene compounds; Fluorene compounds; Cyclop
  • the n-type semiconductor material preferably contains fullerenes selected from the group consisting of fullerenes and derivatives thereof.
  • fullerenes include fullerenes C60, fullerenes C70, fullerenes C76, fullerenes C78, fullerenes C80, fullerenes C82, fullerenes C84, fullerenes C90, fullerenes C96, fullerenes C240, fullerenes C540, and mixed fullerenes.
  • the fullerene derivative include compounds in which a substituent is added to the above fullerene.
  • the substituent is preferably an alkyl group, an aryl group, or a heterocyclic group.
  • the fullerene derivative the compound described in JP-A-2007-123707 is preferable.
  • the film thickness) ⁇ 100) in terms of a single layer is preferably 15 to 100% by volume, more preferably 35 to 100% by volume.
  • An organic dye may be used as the n-type semiconductor material in place of the n-type semiconductor material described in the upper row or together with the n-type semiconductor material described in the upper row.
  • an organic dye By using an organic dye as the n-type semiconductor material, it is easy to control the absorption wavelength (maximum absorption wavelength) of the photoelectric conversion element in an arbitrary wavelength range.
  • the organic pigments include, for example, cyanine pigments, styryl pigments, hemicyanine pigments, merocyanine pigments (including zero methine merocyanin (simple merocyanin)), rodacianin pigments, allopolar pigments, oxonols pigments, hemioxonor pigments, squalium pigments, croconium pigments, and the like.
  • the n-type semiconductor material contains an organic dye
  • the film thickness) ⁇ 100) of the material in terms of a single layer is preferably 15 to 100% by volume, more preferably 35 to 100% by volume.
  • the molecular weight of the n-type semiconductor material is preferably 200 to 1200, more preferably 200 to 1000.
  • the photoelectric conversion film preferably has a bulk heterostructure formed in a state where the first compound and / or the second compound and the n-type semiconductor material are mixed.
  • the layer containing the first compound has a bulk heterostructure formed in a state in which the first compound and the n-type semiconductor material are mixed, and the layer containing the second compound It is also preferable to have a bulk heterostructure formed in a state where the second compound and the n-type semiconductor material are mixed.
  • the layer containing the first compound has the bulk heterostructure or the layer having the second compound
  • the photoelectric conversion film has a mixed layer having a bulk heterostructure formed in a state where the first compound, the second compound, and the n-type semiconductor material are mixed.
  • the bulk heterostructure referred to here refers to the materials constituting the photoelectric conversion film within the photoelectric conversion film (for example, the first compound and the n-type semiconductor material, the second compound and the n-type semiconductor material, or the first. This is a layer in which one compound, a second compound, and n-type semiconductor materials) are mixed and dispersed.
  • the content of the n-type semiconductor material with respect to the entire photoelectric conversion film (film thickness of the n-type semiconductor material in terms of a single layer / film thickness of the entire photoelectric conversion film) ⁇ 100) is preferably 5 to 70% by volume, and 10 to 50% by volume is more preferable, and 15-40% by volume is further preferable.
  • the content of the specific compound (collectively, the first compound and the second compound) and the content of the specific compound relative to the total content of the n-type semiconductor material in the entire photoelectric conversion film (generally referred to as the first compound and the second compound).
  • Total thickness of specific compound in single layer conversion / (total thickness of specific compound in single layer conversion + film thickness of n-type semiconductor material in single layer conversion) x 100) is 20 to 80% by volume. Is preferable, and 40 to 80% by volume is more preferable.
  • the total thickness of the n-type semiconductor material + the film thickness of the p-type semiconductor material in terms of single layer) ⁇ 100) is preferably 15 to 75% by volume, preferably 25 to 75% by volume. More preferred.
  • the photoelectric conversion film is substantially composed of only a specific compound, an n-type semiconductor material contained as desired, and a p-type semiconductor material contained as desired.
  • substantially means that the total content of the specific compound, the n-type semiconductor material, and the p-type semiconductor material is 95% by mass or more with respect to the total mass of the photoelectric conversion film.
  • the n-type semiconductor material contained in the photoelectric conversion film may be used alone or in combination of two or more.
  • the photoelectric conversion film preferably contains a p-type semiconductor material as a component other than the first compound and the second compound.
  • the p-type semiconductor material is a donor organic semiconductor material (compound) and refers to an organic compound having a property of easily donating electrons. More specifically, the p-type semiconductor material refers to an organic compound having better hole transport properties than the above-mentioned first compound and second compound.
  • the hole transport property (hole carrier mobility) of a compound can be evaluated by using, for example, the Time-of-Flight method (range time method, TOF method) or a field effect transistor element.
  • the hole carrier mobility of the p-type semiconductor material is preferably 10 -4 cm 2 / V ⁇ s or more, more preferably 10 -3 cm 2 / V ⁇ s or more, and 10 ⁇ 2 cm 2 or more. It is more preferably / V ⁇ s or more.
  • the upper limit of the hole carrier mobility is not particularly limited, but is preferably 10 cm 2 / V ⁇ s or less, for example, from the viewpoint of suppressing the flow of a small amount of current when not irradiated with light. Further, it is also preferable that the p-type semiconductor material has a small ionization potential with respect to both the first compound and the second compound described above.
  • the photoelectric conversion film has a bulk heterostructure formed in a state in which the first compound and / or the second compound, the p-type semiconductor material, and (preferably the above-mentioned n-type semiconductor material) are mixed.
  • a bulk heterostructure in which a layer containing the first compound is formed in a state in which the first compound, a p-type semiconductor material, and (preferably the above-mentioned n-type semiconductor material) are mixed.
  • a layer containing the second compound into a bulk formed in a state in which the second compound, the p-type semiconductor material, and (preferably the above-mentioned n-type semiconductor material) are mixed.
  • the layer containing the first compound has the bulk heterostructure or the layer having the second compound It is preferable to have the bulk heterostructure or to meet the requirements of at least one (preferably both) of the above. Further, the photoelectric conversion film is formed into a bulk in which the first compound, the second compound, the p-type semiconductor material, and (preferably the above-mentioned n-type semiconductor material) are mixed. It is also preferable to have a terrorist structure.
  • the bulk heterostructure referred to here refers to the materials constituting the photoelectric conversion film within the photoelectric conversion film (for example, the first compound and the p-type semiconductor material, the second compound and the p-type semiconductor material, and the first one.
  • Compound and second compound and p-type semiconductor material, first compound and n-type semiconductor material and p-type semiconductor material, second compound and n-type semiconductor material and p-type semiconductor material, or first This is a layer in which a compound, a second compound, an n-type semiconductor material, and a p-type semiconductor material) are mixed and dispersed.
  • Examples of the p-type semiconductor material include triarylamine compounds (for example, N, N'-bis (3-methylphenyl)-(1,1'-biphenyl) -4,4'-diamine (TPD), 4, 4'-Bis [N- (naphthyl) -N-phenyl-amino] biphenyl ( ⁇ -NPD), the compound described in paragraphs [0128] to [0148] of JP2011-228614A, JP2011-176259.
  • TPD N, N'-bis (3-methylphenyl)-(1,1'-biphenyl) -4,4'-diamine
  • TPD triarylamine compounds
  • 4'-Bis [N- (naphthyl) -N-phenyl-amino] biphenyl ( ⁇ -NPD) 4, 4'-Bis [N- (naphthyl) -N-phenyl-amino] biphenyl
  • naphthalene derivative for example, naphthalene derivative, anthracene derivative, phenanthrene derivative, tetracene derivative, pentacene derivative, pyrene derivative, perylene derivative, and fluorantene derivative
  • porphyrin compound for example, naphthalene derivative, anthracene derivative, phenanthrene derivative, tetracene derivative, pentacene derivative, pyrene derivative, perylene derivative, and fluorantene derivative
  • porphyrin compound for example, naphthalene derivative, anthracene derivative, phenanthrene derivative, tetracene derivative, pentacene derivative, pyrene derivative, perylene derivative, and fluorantene derivative
  • porphyrin compound for example, naphthalene derivative, anthracene derivative, phenanthrene derivative, tetracene derivative, pentacene derivative, pyrene derivative, perylene derivative, and
  • the p-type semiconductor material is a compound represented by the formula (p1), a compound represented by the formula (p2), a compound represented by the formula (p3), a compound represented by the formula (p4), or a compound represented by the formula (p4).
  • the compound represented by the formula (p5) is also preferable.
  • the two Rs present are independently hydrogen atoms or substituents (alkyl group, alkoxy group, halogen atom, alkylthio group, (hetero) arylthio group, alkylamino group. , (Hetero) arylamino group, or (hetero) aryl group, etc. These groups may have additional substituents if possible.
  • the (hetero) aryl group has additional substituents. It may be an arylaryl group (that is, a biaryl group; at least one of the aryl groups constituting this group may be a heteroaryl group).
  • R a group represented by R in the formula (IX) of WO2019-081416 is also preferable.
  • X and Y are each independently, -CR 2 2 -, sulfur atom, oxygen atom, -NR 2 -, or, -SiR 2 2 - represents a.
  • R 2 may have a hydrogen atom, an alkyl group which may have a substituent (preferably a methyl group or a trifluoromethyl group), an aryl group which may have a substituent, or a substituent.
  • R 2 exist 2 or more representing the heteroaryl group may each be the same or different.
  • the content of the p-type semiconductor material with respect to the entire photoelectric conversion film (film thickness of the p-type semiconductor material in terms of a single layer / film thickness of the entire photoelectric conversion film) ⁇ 100) is preferably 5 to 70% by volume, and is preferably 10 to 70% by volume. 50% by volume is more preferable, and 15-40% by volume is further preferable.
  • the p-type semiconductor material contained in the photoelectric conversion film may be used alone or in combination of two or more.
  • the photoelectric conversion film in the present invention is a non-luminescent film, and has characteristics different from those of an organic electroluminescent element (OLED: Organic Light Emitting Diode).
  • the non-luminescent film is intended to be a film having an emission quantum efficiency of 1% or less, and the emission quantum efficiency is preferably 0.5% or less, more preferably 0.1% or less.
  • the photoelectric conversion film can be formed mainly by a dry film forming method.
  • the dry film deposition method includes, for example, a physical vapor deposition method such as a vapor deposition method (particularly a vacuum vapor deposition method), a sputtering method, an ion plating method, an MBE (Molecular Beam Epitaxy) method, and a CVD method such as plasma polymerization. (Chemical Vapor Deposition) method can be mentioned. Of these, the vacuum vapor deposition method is preferable.
  • the manufacturing conditions such as the degree of vacuum and the deposition temperature can be set according to a conventional method.
  • the thickness of the photoelectric conversion film is preferably 10 to 1000 nm, more preferably 50 to 800 nm, and even more preferably 50 to 500 nm. Further, when the photoelectric conversion film is a laminated type, the thickness of each layer is independently preferably 5 to 500 nm, more preferably 25 to 400 nm, and even more preferably 25 to 250 nm.
  • the electrodes are made of a conductive material.
  • the conductive material include metals, alloys, metal oxides, electrically conductive compounds, and mixtures thereof. Since light is incident from the upper electrode 15, it is preferable that the upper electrode 15 is transparent to the light to be detected.
  • the material constituting the upper electrode 15 is, for example, antimony or fluorine-doped tin oxide (ATO: Antimony Tin Oxide, FTO: Fluorine topped Tin Oxide), tin oxide, zinc oxide, indium oxide, indium tin oxide (ITO:: Conductive metal oxides such as Indium Tin Oxide) and indium zinc oxide (IZO); metal thin films such as gold, silver, chromium, and nickel; these metals and conductive metal oxides Mixtures or laminates; and organic conductive materials such as polyaniline, polythiophene, and polypyrrole, and the like. Of these, conductive metal oxides are preferable from the viewpoints of high conductivity and transparency.
  • the sheet resistance is preferably 100 to 10000 ⁇ / ⁇ .
  • the degree of freedom in the range of film thickness that can be thinned is large.
  • Increasing the light transmittance is preferable because it increases the light absorption in the photoelectric conversion film and increases the photoelectric conversion ability.
  • the film thickness of the upper electrode 15 is preferably 5 to 100 nm, more preferably 5 to 20 nm.
  • the lower electrode 11 may be transparent or may reflect light without being transparent.
  • the materials constituting the lower electrode 11 are, for example, antimony or fluorine-doped tin oxide (ATO, FTO), tin oxide, zinc oxide, indium oxide, indium tin oxide (ITO), and indium zinc oxide (IZO).
  • Conductive metal oxides such as gold, silver, chromium, nickel, titanium, tungsten, and metals such as aluminum, oxides of these metals, or conductive compounds such as nitrides (as an example, titanium nitride (TiN)). ); Mixtures or laminates of these metals and conductive metal oxides; and organic conductive materials such as polyaniline, polythiophene, and polypyrrole.
  • the method for forming the electrode is not particularly limited and can be appropriately selected depending on the electrode material. Specifically, a printing method, a wet method such as a coating method; a physical method such as a vacuum deposition method, a sputtering method, and an ion plating method; and a chemical method such as CVD and a plasma CVD method. , Etc. can be mentioned.
  • the electrode material is ITO, methods such as an electron beam method, a sputtering method, a resistance heating vapor deposition method, a chemical reaction method (sol-gel method, etc.), and a dispersion of indium tin oxide can be mentioned.
  • the photoelectric conversion element of the present invention has one or more intermediate layers in addition to the photoelectric conversion film between the conductive film and the transparent conductive film.
  • the intermediate layer include a charge blocking film.
  • the charge blocking film include an electron blocking film and a hole blocking film.
  • the photoelectric conversion element preferably has at least an electron blocking film as an intermediate layer. Each film will be described in detail below.
  • the electron blocking film is a donor organic semiconductor material (compound).
  • the electron blocking membrane preferably has an ionization potential of 4.8 to 5.8 eV.
  • the ionization potential Ip (B) of the electron blocking film, the ionization potential Ip (1) of the first compound, and the ionization potential Ip (2) of the second compound are Ip (B) ⁇ Ip (1).
  • a p-type organic semiconductor can be used as the electron blocking film.
  • One type of p-type organic semiconductor may be used alone, or two or more types may be used.
  • the p-type organic semiconductor is, for example, a triarylamine compound (for example, N, N'-bis (3-methylphenyl)-(1,1'-biphenyl) -4,4'-diamine (TPD), 4,4.
  • TPD triarylamine
  • '-Bis [N- (naphthyl) -N-phenyl-amino] biphenyl ( ⁇ -NPD) the compound described in paragraphs [0128] to [0148] of JP2011-228614A, JP-A-2011-176259.
  • JP2011-228614A JP-A-2011-176259
  • JP2011-228614A JP-A-2011-176259
  • cyanine compounds for example Naphthalene derivative, anthracene derivative, phenanthrene derivative, tetracene derivative, pentacene derivative, pyrene derivative, perylene derivative, and fluorantene derivative), porphyrin compound, phthalocyanine compound, triazole compound, oxadiazole compound, imidazole compound, polyarylalkane compound, pyrazolone
  • p-type organic semiconductor include compounds having a smaller ionization potential than the p-type organic semiconductor
  • a polymer material can also be used as the electron blocking film.
  • the polymer material include polymers such as phenylene vinylene, fluorene, carbazole, indole, pyrrole, pyrrole, picolin, thiophene, acetylene, and diacetylene, and derivatives thereof.
  • the electron blocking film may be composed of a plurality of films.
  • the electron blocking film may be made of an inorganic material.
  • Inorganic materials that can be electron blocking films include, for example, calcium oxide, chromium oxide, copper oxide, manganese oxide, cobalt oxide, nickel oxide, copper oxide, gallium copper oxide, strontium oxide copper, niobium oxide, molybdenum oxide, and indium copper oxide. , Indium silver oxide, and iridium oxide.
  • the hole blocking film is an acceptor-type organic semiconductor material (compound), and the above-mentioned n-type semiconductor material can be used.
  • the method for producing the charge blocking film is not particularly limited, and examples thereof include a dry film forming method and a wet film forming method.
  • the dry film forming method include a vapor deposition method and a sputtering method.
  • the vapor deposition method may be any of a physical vapor deposition (PVD) method and a chemical vapor deposition (CVD) method, and a physical vapor deposition method such as a vacuum vapor deposition method is preferable.
  • Examples of the wet film forming method include an inkjet method, a spray method, a nozzle printing method, a spin coating method, a dip coating method, a casting method, a die coating method, a roll coating method, a bar coating method, and a gravure coating method. From the viewpoint of precision patterning, the inkjet method is preferable.
  • the thickness of the charge blocking film is preferably 3 to 200 nm, more preferably 5 to 100 nm, and even more preferably 5 to 30 nm, respectively.
  • the photoelectric conversion element may further have a substrate.
  • the type of substrate used is not particularly limited, and examples thereof include a semiconductor substrate, a glass substrate, and a plastic substrate.
  • the position of the substrate is not particularly limited, and usually, a conductive film, a photoelectric conversion film, and a transparent conductive film are laminated on the substrate in this order.
  • the photoelectric conversion element may further have a sealing layer.
  • the performance of the photoelectric conversion material may be significantly deteriorated due to the presence of deterioration factors such as water molecules. Therefore, the entire photoelectric conversion film is coated with a ceramic such as a dense metal oxide, metal nitride, or metal nitride that does not allow water molecules to permeate, or a sealing layer such as diamond-like carbon (DLC: Diamond-like Carbon).
  • DLC Diamond-like Carbon
  • An image sensor is an element that converts optical information of an image into an electric signal. Normally, a plurality of photoelectric conversion elements are arranged on a matrix in the same plane, and each photoelectric conversion element (pixel) has an optical signal. Is converted into an electric signal, and the electric signal can be sequentially output to the outside of the image sensor for each pixel. Therefore, each pixel is composed of one or more photoelectric conversion elements and one or more transistors.
  • the image sensor is mounted on a digital camera, an image sensor such as a digital video camera, an electronic endoscope, an image sensor such as a mobile phone, and the like.
  • the photoelectric conversion element of the present invention is also preferably used for an optical sensor having the photoelectric conversion element of the present invention.
  • the optical sensor may be used by the photoelectric conversion element alone, or may be used as a line sensor in which the photoelectric conversion elements are arranged in a straight line or a two-dimensional sensor in which the photoelectric conversion elements are arranged in a plane.
  • Hexamethyl disilazane sodium 35% by mass tetrahydrofuran solution (2,3-dichloroquinoxaline (20.0 g, 100 mmol), 2,6-diisopropylaniline (42 mL, 220 mmol), and tetrahydrofuran (100 mL) mixed in a mixed solution.
  • 1.9 mol / L) (237 mL, 450 mmol) was added dropwise.
  • the mixture was stirred at 60 ° C. for 1 hour, allowed to cool to room temperature, and water (200 mL) was added dropwise to the mixture. Further, 100 mL of 20% by mass saline solution was added to the mixed solution, and then the organic phase in the mixed solution was extracted.
  • the resulting precipitate was filtered, and the obtained crude product (filter) was washed with water and methanol in this order.
  • the washed crude was reprecipitated with dichloromethane / methanol.
  • the target product obtained by reprecipitation is collected by filtration, and the target product (filter product) is dried under reduced pressure to obtain an intermediate (B-1-2) (26.8 g, yield 87%). It was.
  • the washed crude was reprecipitated with dichloromethane / acetonitrile.
  • the target product obtained by reprecipitation is collected by filtration, and the target product (filter product) is dried under reduced pressure to obtain an intermediate (B-1-3) (16.4 g, yield 62%). It was.
  • the first compound used in the examples is shown.
  • Compounds B-2 to B-14 were synthesized with reference to the method for synthesizing compound B-1. Other compounds were obtained by known methods.
  • Compounds B-1 to B-14 correspond to compounds represented by the formula (1).
  • the maximum absorption wavelengths of A-1 to A-15 were all in the range of 450 to 550 nm. Moreover, the maximum absorption wavelength of A-14 and A-15 was smaller than the maximum absorption wavelength of any of B-1 to B-14.
  • n-type semiconductor material As n-type semiconductor material was used C60 (fullerene (C 60)). In addition, the fullerene (C 60 ) shown in the upper row has a higher electron affinity than the first compound and the second compound.
  • ⁇ P-type semiconductor material> The following compounds were used as the p-type semiconductor material.
  • the photoelectric conversion element includes a lower electrode 11, an electron blocking film 16A, a photoelectric conversion film 12, and an upper electrode 15.
  • an amorphous ITO is formed on a glass substrate by a sputtering method to form a lower electrode 11 (thickness: 30 nm), and the following compound (EB-1) is further vacuumed on the lower electrode 11.
  • An electron blocking film 16A was formed by forming a film by a heat vapor deposition method.
  • a photoelectric conversion film 12 having a bulk heterostructure of 240 nm (320 nm when a p-type semiconductor material is also used) is formed by co-depositing a type semiconductor material and each of them by a vacuum vapor deposition method so as to have a single layer equivalent of 80 nm.
  • an amorphous ITO was formed on the photoelectric conversion film 12 by a sputtering method to form an upper electrode 15 (transparent conductive film) (thickness: 10 nm).
  • a SiO film is formed on the upper electrode 15 as a sealing layer by a vacuum deposition method, and then an aluminum oxide (Al 2 O 3 ) layer is formed on the SiO film by an ALCVD (Atomic Layer Chemical Vapor Deposition) method to form a photoelectric conversion film.
  • ALCVD Atomic Layer Chemical Vapor Deposition
  • the first compound or the second compound is not used, and one of the first compound and the second compound is used.
  • n-type semiconductor material Fralerene (C 60 )
  • a p-type semiconductor material were co-deposited by a vacuum vapor deposition method so as to have a single layer equivalent of 80 nm to form a film.
  • the following comparative compound (R-1) was used instead of the first compound, and the compound (A-2) was used as the second compound.
  • the photoelectric conversion element shown in FIG. 1 having the laminated photoelectric conversion film shown in FIG. 2 was produced.
  • the photoelectric conversion element includes a lower electrode 11, an electron blocking film 16A, a photoelectric conversion film 12, and an upper electrode 15.
  • an amorphous ITO is formed on a glass substrate by a sputtering method to form a lower electrode 11 (thickness: 30 nm), and the following compound (EB-2) is further vacuumed on the lower electrode 11.
  • An electron blocking film 16A (thickness: 30 nm) was formed by forming a film by a heat vapor deposition method.
  • n-type semiconductor material fullerene (C 60)
  • p-type semiconductor material n-type semiconductor material
  • the film was co-deposited by a vacuum vapor deposition method so that each layer had a temperature of 80 nm in terms of single layer.
  • the first compound, and n-type semiconductor material fulllerene (C 60), and the p-type semiconductor material, were co-deposited by each vacuum evaporation method such that the 80nm a single layer terms as desired
  • a photoelectric conversion film 12 composed of a layer 12B containing the first compound having a bulk heterostructure of the above was formed.
  • an amorphous ITO was formed on the photoelectric conversion film 12 by a sputtering method to form an upper electrode 15 (transparent conductive film) (thickness: 10 nm).
  • a SiO film is formed on the upper electrode 15 as a sealing layer by a vacuum deposition method, and then an aluminum oxide (Al 2 O 3 ) layer is formed on the SiO film by an ALCVD (Atomic Layer Chemical Vapor Deposition) method to form a photoelectric conversion film.
  • ALCVD Atomic Layer Chemical Vapor Deposition
  • the external quantum efficiency (photoelectric conversion efficiency) after continuous driving of each of the obtained photoelectric conversion elements was evaluated. Specifically, first, a voltage such that the electric field intensity of 2.0 ⁇ 10 5 V / cm in each photoelectric conversion element is applied, is irradiated with light from the upper electrode (transparent conductive film) side, IPCE ( incident photon to current conversion efficiency) measurement was performed, and the external quantum efficiency (external quantum efficiency before continuous driving) at 460 nm and 560 nm was extracted. Then, a voltage such that the electric field intensity of 2.0 ⁇ 10 5 V / cm in each photoelectric conversion element is continuously applied 4 weeks, was continuously driven.
  • a voltage such that the electric field strength of each photoelectric conversion element after continuous driving 2.0 ⁇ 10 5 V / cm is applied, is irradiated with light from the upper electrode (transparent conductive film) side performs IPCE measurement, External quantum efficiencies at 460 nm and 560 nm (external quantum efficiency after continuous driving) were extracted.
  • the external quantum efficiency before continuous driving was set to 1
  • the relative value of the external quantum efficiency after continuous driving was obtained and evaluated according to the following criteria. Since only one of the first compound and the second compound is used in the comparative example, the external quantum efficiency was measured at either a wavelength of 460 nm or 560 nm.
  • the external quantum efficiency was measured using an Optel constant energy quantum efficiency measuring device.
  • the amount of light irradiated was 50 ⁇ W / cm 2 .
  • the external quantum efficiency before continuous driving was 50% or more. Further, in any of the photoelectric conversion elements, the relative value of the external quantum efficiency after continuous driving did not exceed 1.
  • Relative value is 0.95 or more
  • C or more is preferable, and A + is most preferable.
  • Relative value is less than 2 B: Relative value is 2 or more and less than 4 C: Relative value is 4 or more and less than 8 D: Relative value is 8 or more and less than 10 E: Relative value is 10 or more , C or more is preferable, and A is the most preferable.
  • Table 1 shows the results of a test using a photoelectric conversion element (that is, a photoelectric conversion element having a single-layer photoelectric conversion film) manufactured by the method shown in ⁇ Manufacturing of photoelectric conversion element-1>.
  • Table 2 shows the results of a test using a photoelectric conversion element (that is, a photoelectric conversion element having a laminated photoelectric conversion film) manufactured by the method shown in ⁇ Manufacturing of photoelectric conversion element-2>.
  • the "formula” column in the "first compound or comparative compound” column indicates the characteristics of the first compound used.
  • the description of "(1)” indicates that the first compound is a compound represented by the formula (1), and the description of "-” is any other compound or the first compound is used. Indicates that there is no compound.
  • the "formula” column in the "second compound” column indicates the characteristics of the second compound used.
  • the description of "(1)” indicates that the first compound is a compound represented by the formula (1), and the description of "(U)” indicates that the second compound is represented by the formula (U).
  • the description of "-” indicates that the compound is a compound other than the above compound or that the second compound is not used.
  • the photoelectric conversion element of the present invention suppressed the change in external quantum efficiency due to continuous driving and also suppressed the change in external quantum efficiency due to continuous driving.
  • a 1 is the effect of the present invention which is a ring having any of the groups represented by the formula (AW1) ⁇ formula (AW3) more excellent It was confirmed that. (Refer to the results of Examples in which B-8 and B-10 to B-14 were used as the first compound).

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Abstract

本発明は、連続駆動させた際の外部量子効率の変化抑制性に優れる光電変換素子を提供する。また、上記光電変換素子に関する、撮像素子、及び、光センサを提供する。本発明の光電変換素子は、導電性膜、光電変換膜、及び、透明導電性膜をこの順で有する光電変換素子であって、上記光電変換膜は、波長500~620nmに極大吸収波長を有し、かつ、式(1)で表される化合物である第一の化合物と、上記第一の化合物とは異なる、波長450~550nmに極大吸収波長を有する第二の化合物と、を含む、光電変換素子である。

Description

光電変換素子、撮像素子、光センサ
 本発明は、光電変換素子、撮像素子、及び、光センサに関する。
 近年、光電変換膜を有する素子(例えば、撮像素子)の開発が進んでいる。
 例えば、特許文献1において、「一対の電極と、前記一対の電極間に設けられた光電変換層を含む光電変換部を備える光電変換素子であって、前記光電変換層に含まれる有機色素の蛍光量子収率が10%以上であるメロシアニン色素であることを特徴とする光電変換素子。(請求項6)」が開示されている。
特開2009-167348号公報
 近年、撮像素子及び光センサ等の性能向上の要求に伴い、これらに使用される光電変換素子に求められる諸特性に関してもさらなる向上が求められている。
 例えば、光電変換素子を長時間駆動させ続けた場合でも、光電変換素子の外部量子効率の変化を抑制できることが求められている。
 本発明者らが、特許文献1に開示されている構成の光電変換素子について検討したところ、連続駆動による外部量子効率の変化抑制性に改善の余地があることを知見した。
 また、光電変換素子には、光電変換素子を長時間駆動させ続けた場合でも、光電変換素子の暗電流の変化を抑制できることも求められている。
 本発明は、上記実情に鑑みて、連続駆動させた際の外部量子効率(例えば、波長460nm及び/又は波長560nmの光に対する外部量子効率)の変化抑制性に優れ、かつ、連続駆動させた際の暗電流の変化抑制性に優れる光電変換素子を提供することを課題とする。
 また、本発明は、上記光電変換素子に関する、撮像素子、及び、光センサを提供することも課題とする。
 本発明者らは、上記課題について鋭意検討した結果、下記構成により上記課題を解決できることを見出し、本発明を完成するに至った。
 〔1〕
 導電性膜、光電変換膜、及び、透明導電性膜をこの順で有する光電変換素子であって、
 上記光電変換膜は、波長500~620nmに極大吸収波長を有し、イオン性基を有さず、かつ、式(1)で表される化合物である第一の化合物と、
 上記第一の化合物とは異なる、波長450~550nmに極大吸収波長を有する第二の化合物と、を含む、光電変換素子。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000004

 式(1)中、Yは式(1-1)で表される基、又は、式(1-2)で表される基を表す。
 Aは、少なくとも2つの炭素原子を含む、置換基を有していてもよい環を表す。
 Zは、酸素原子、硫黄原子、=NRZ1、又は、=CRZ2Z3を表す。RZ1は水素原子又は置換基を表す。RZ2及びRZ3は、それぞれ独立に、シアノ基、又は、-COORZ4を表す。RZ4は、置換基を有していてもよいアルキル基、置換基を有していてもよいアリール基、又は、置換基を有していてもよいヘテロアリール基を表す。
 Rb1及びRb2は、それぞれ独立に、シアノ基、又は、-COORb3を表す。
 Rb3は、置換基を有していてもよいアルキル基、置換基を有していてもよいアリール基、又は、置換基を有していてもよいヘテロアリール基を表す。
 R及びRは、それぞれ独立に、水素原子又は置換基を表す。
 Ra1及びRa2は、それぞれ独立に、置換基を有していてもよいアリール基、-C(RL1)(RL2)(RL3)、又は、置換基を有していてもよいヘテロアリール基を表す。
 RL1~RL3は、それぞれ独立に、置換基を有していてもよいアルキル基、置換基を有していてもよいアリール基、置換基を有していてもよいヘテロアリール基、又は、水素原子を表し、RL1~RL3のうち、少なくとも2つは、それぞれ独立に、置換基を有していてもよいアルキル基、置換基を有していてもよいアリール基、又は、置換基を有していてもよいヘテロアリール基を表す。RL1~RL3で表される、置換基を有していてもよいアルキル基、置換基を有していてもよいアリール基、及び、置換基を有していてもよいヘテロアリール基は、互いに結合して環を形成していてもよい。
 Arは、置換基を有していてもよい芳香環を表す。
 *は、結合位置を表す。
 〔2〕
 上記光電変換膜が、上記第一の化合物を含む層と、上記第二の化合物を含む層と、を有する、〔1〕に記載の光電変換素子。
 〔3〕
 上記第一の化合物を含む層が、上記第一の化合物と、n型半導体材料と、が混合された状態で形成されるバルクへテロ構造を有するか、
 上記第二の化合物を含む層が、上記第二の化合物と、n型半導体材料と、が混合された状態で形成されるバルクへテロ構造を有するか、の少なくとも一方の要件を満たす、〔2〕に記載の光電変換素子。
 〔4〕
 上記第一の化合物を含む層が、上記第一の化合物と、n型半導体材料と、が混合された状態で形成されるバルクへテロ構造を有し、
 上記第二の化合物を含む層が、上記第二の化合物と、n型半導体材料と、が混合された状態で形成されるバルクへテロ構造を有する、〔2〕又は〔3〕に記載の光電変換素子。
 〔5〕
 上記第一の化合物を含む層が、上記第一の化合物と、n型半導体材料と、p型半導体材料と、が混合された状態で形成されるバルクへテロ構造を有するか、
 上記第二の化合物を含む層が、上記第二の化合物と、n型半導体材料と、p型半導体材料と、が混合された状態で形成されるバルクへテロ構造を有するか、の少なくとも一方の要件を満たす、〔2〕又は〔3〕に記載の光電変換素子。
 〔6〕
 上記第一の化合物を含む層が、上記第一の化合物と、n型半導体材料と、p型半導体材料と、が混合された状態で形成されるバルクへテロ構造を有し、
 上記第二の化合物を含む層が、上記第二の化合物と、n型半導体材料と、p型半導体材料と、が混合された状態で形成されるバルクへテロ構造を有する、〔2〕~〔5〕のいずれかに記載の光電変換素子。
 〔7〕
 上記光電変換膜が、上記第一の化合物と、上記第二の化合物と、が混合された状態で形成される混合層を有する、〔1〕に記載の光電変換素子。
 〔8〕
 上記混合層が、更に、n型半導体材料を含み、上記第一の化合物と、上記第二の化合物と、上記n型半導体材料と、が混合された状態で形成されるバルクへテロ構造を有する、〔7〕に記載の光電変換素子。
 〔9〕
 上記混合層が、更に、p型半導体材料を含み、上記第一の化合物と、上記第二の化合物と、上記n型半導体材料と、上記p型半導体材料と、が混合された状態で形成されるバルクへテロ構造を有する、〔8〕に記載の光電変換素子。
 〔10〕
 上記n型半導体材料が、フラーレン及びその誘導体からなる群より選択されるフラーレン類を含む、〔3〕~〔6、8、及び、9〕のいずれかに記載の光電変換素子。
 〔11〕
 上記式(1)で表される化合物が、式(2)で表される化合物である、〔1〕~〔10〕のいずれかに記載の光電変換素子。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000005

 式(2)中、Aは、少なくとも2つの炭素原子を含む、置換基を有していてもよい環を表す。
 R及びRは、それぞれ独立に、水素原子又は置換基を表す。
 Ra1及びRa2は、それぞれ独立に、置換基を有していてもよいアリール基、-C(RL1)(RL2)(RL3)、又は、置換基を有していてもよいヘテロアリール基を表す。
 RL1~RL3は、それぞれ独立に、置換基を有していてもよいアルキル基、置換基を有していてもよいアリール基、置換基を有していてもよいヘテロアリール基、又は、水素原子を表し、RL1~RL3のうち、少なくとも2つは、それぞれ独立に、置換基を有していてもよいアルキル基、置換基を有していてもよいアリール基、又は、置換基を有していてもよいヘテロアリール基を表す。RL1~RL3で表される、置換基を有していてもよいアルキル基、置換基を有していてもよいアリール基、及び、置換基を有していてもよいヘテロアリール基は、互いに結合して環を形成していてもよい。
 X~Xは、それぞれ独立に、窒素原子又は-CRc1=を表す。
 Rc1は水素原子又は置換基を表す。
 Rc1が複数存在する場合、複数存在するRc1は、互いに結合して環を形成していてもよい。
 〔12〕
 上記式(2)中、X及びXが窒素原子を表す、〔11〕に記載の光電変換素子。
 〔13〕
 上記式(1)で表される化合物が、式(3)で表される化合物である、〔1〕~〔12〕のいずれかに記載の光電変換素子。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000006

 式(3)中、Aは、少なくとも2つの炭素原子を含む、置換基を有していてもよい環を表す。
 Eは、窒素原子又は-CR=を表す。
 Eは、窒素原子又は-CR=を表す。
 R~Rは、それぞれ独立に、水素原子又は置換基を表す。
 Ra1及びRa2は、それぞれ独立に、置換基を有していてもよいアリール基、-C(RL1)(RL2)(RL3)、又は、置換基を有していてもよいヘテロアリール基を表す。
 RL1~RL3は、それぞれ独立に、置換基を有していてもよいアルキル基、置換基を有していてもよいアリール基、置換基を有していてもよいヘテロアリール基、又は、水素原子を表し、RL1~RL3のうち、少なくとも2つは、それぞれ独立に、置換基を有していてもよいアルキル基、置換基を有していてもよいアリール基、又は、置換基を有していてもよいヘテロアリール基を表す。RL1~RL3で表される、置換基を有していてもよいアルキル基、置換基を有していてもよいアリール基、及び、置換基を有していてもよいヘテロアリール基は、互いに結合して環を形成していてもよい。
 RとR、RとR、及び、RとRは、それぞれ独立に、互いに結合して環を形成していてもよい。
 〔14〕
 上記式(1)中、Yが上記式(1-1)で表される基を表し、
 上記式(1-1)中、Aで表される環が、式(AW1)~式(AW3)で表される基のいずれかを有する環である、〔1〕~〔13〕のいずれかに記載の光電変換素子。
  *1-NR-CO-CRZA=CRZB-*2     (AW1)
  *1-NR-N=CRY5-*2     (AW2)
  *1-CRY1=CRY2-C(=CRZCZD)-*2     (AW3)
 式(AW1)~式(AW3)中、*1は、式(1-1)中に明示される-C(=Z)-中の炭素原子との結合位置を表す。*2は、式(1-1)中の*が付された炭素原子との結合位置を表す。
 Rは、水素原子又は置換基を表す。
 RY1、RY2、及び、RY5は、それぞれ独立に、水素原子又は置換基を表す。
 RZA~RZDは、それぞれ独立に、水素原子又は置換基を表す。
 RY1とRY2とは互いに結合して環を形成してもよい。
 〔15〕
 上記導電性膜と上記透明導電性膜との間に、上記光電変換膜の他に1種以上の中間層を有する、〔1〕~〔14〕のいずれかに記載の光電変換素子。
 〔16〕
 上記中間層として、少なくとも電子ブロッキング膜を有する、〔15〕に記載の光電変換素子。
 〔17〕
 上記電子ブロッキング膜のイオン化ポテンシャルIp(B)と、上記第一の化合物のイオン化ポテンシャルIp(1)と、上記第二の化合物のイオン化ポテンシャルIp(2)とが、Ip(B)≦Ip(1)かつIp(B)≦Ip(2)の関係を満たす、〔16〕に記載の光電変換素子。
 〔18〕
 〔1〕~〔17〕のいずれかに記載の光電変換素子を有する、撮像素子。
 〔19〕
 〔1〕~〔17〕のいずれかに記載の光電変換素子を有する、光センサ。
 本発明によれば、連続駆動させた際の外部量子効率の変化抑制性に優れ、かつ、連続駆動させた際の暗電流の変化抑制性に優れる光電変換素子を提供できる。
 また、本発明によれば、上記光電変換素子に関する、撮像素子、及び、光センサを提供できる。
光電変換素子の一構成例を示す断面模式図である。 光電変換膜の一構成例を示す断面模式図である。 光電変換素子の一構成例を示す断面模式図である。
 以下に、本発明の光電変換素子の好適実施形態について説明する。
 また、本明細書において、「置換基」は、特段の断りがない限り、後述する置換基Wで例示される基が挙げられる。
(置換基W)
 本明細書における置換基Wについて記載する。
 置換基Wは、例えば、ハロゲン原子(フッ素原子、塩素原子、臭素原子、及び、ヨウ素原子等)、アルキル基(シクロアルキル基、ビシクロアルキル基、及び、トリシクロアルキル基を含む)、アルケニル基(シクロアルケニル基、及び、ビシクロアルケニル基を含む)、アルキニル基、アリール基、ヘテロアリール基(ヘテロ環基といってもよい。)、シアノ基、ニトロ基、アルコキシ基、アリールオキシ基、シリルオキシ基、ヘテロ環オキシ基、アシルオキシ基、カルバモイルオキシ基、アルコキシカルボニルオキシ基、アリールオキシカルボニルオキシ基、二級または三級のアミノ基(アニリノ基を含む。)、アルキルチオ基、アリールチオ基、ヘテロ環チオ基、アルキル又はアリールスルフィニル基、アルキル又はアリールスルホニル基、アシル基、アリールオキシカルボニル基、アルコキシカルボニル基、アリール又はヘテロ環アゾ基、イミド基、ホスフィノ基、ホスフィニル基、ホスフィニルオキシ基、ホスフィニルアミノ基、ホスホノ基、及び、シリル基が挙げられる。また、上述の各基は、可能な場合、更に置換基(例えば、上述の各基のうちの1以上の基)を有してもよい。例えば、置換基を有してもよいアルキル基も、置換基Wの一形態として含まれる。
 また、置換基Wが炭素原子を有する場合、置換基Wが有する炭素数は、例えば、1~20である。
 置換基Wが有する水素原子以外の原子の数は、例えば、1~30である。
 なお、後述する第一の化合物、第二の化合物、n型半導体材料、及び/又は、p型半導体材料は、蒸着適性を適切に調節する点から、置換基として、カルボキシ基、カルボキシ基の塩、リン酸基、リン酸基の塩、スルホン酸基、スルホン酸基の塩、ヒドロキシ基、SH基、アシルアミノ基、カルバモイル基、ウレイド基、ボロン酸基(-B(OH))、及び/又は、-NHを有さないことも好ましい。
 本明細書において、ハロゲン原子としては、例えば、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、及び、ヨウ素原子が挙げられる。
 また、本明細書において、特段の断りがない限り、アルキル基の炭素数は、1~20が好ましく、1~10がより好ましく、1~6が更に好ましい。
 アルキル基は、直鎖状、分岐鎖状、及び、環状のいずれであってもよい。
 アルキル基は、例えば、メチル基、エチル基、n-プロピル基、i-プロピル基、n-ブチル基、t-ブチル基、n-ヘキシル基、及び、シクロペンチル基等が挙げられる。
 また、アルキル基は、例えば、シクロアルキル基、ビシクロアルキル基、及び、トリシクロアルキル基であってもよく、これらの環状構造を部分構造として有してもよい。
 置換基を有してもよいアルキル基において、アルキル基が有してもよい置換基は特に制限されず、例えば、置換基Wが挙げられ、アリール基(好ましくは炭素数6~18、より好ましくは炭素数6)、ヘテロアリール基(好ましくは炭素数5~18、より好ましくは炭素数5~6)、又は、ハロゲン原子(好ましくはフッ素原子又は塩素原子)が好ましい。
 また、本明細書でアルキレン基は、上述のアルキル基から水素原子を一つ取り除いて二価の基としたアルキレン基が挙げられる。
 本明細書において、特段の断りがない限り、アルコキシ基におけるアルキル基部分は上記アルキル基が好ましい。アルキルチオ基におけるアルキル基部分は上記アルキル基が好ましい。
 置換基を有してもよいアルコキシ基において、アルコキシ基が有してもよい置換基は、置換基を有してもよいアルキル基における置換基と同様の例が挙げられる。置換基を有してもよいアルキルチオ基において、アルキルチオ基が有してもよい置換基は、置換基を有してもよいアルキル基における置換基と同様の例が挙げられる。
 本明細書において、特段の断りがない限り、アルケニル基は、直鎖状、分岐鎖状、及び、環状のいずれであってもよい。上記アルケニル基の炭素数は、2~20が好ましい。置換基を有してもよいアルケニル基において、アルケニル基が有してもよい置換基は、置換基を有してもよいアルキル基における置換基と同様の例が挙げられる。
 また、本明細書でアルケニレン基は、上述のアルケニル基から水素原子を一つ取り除いて二価の基としたアルケニレン基が挙げられる。
 本明細書において、特段の断りがない限り、アルキニル基は、直鎖状、分岐鎖状、及び、環状のいずれであってもよい。上記アルキニル基の炭素数は、2~20が好ましい。置換基を有してもよいアルキニル基において、アルキニル基が有してもよい置換基は、置換基を有してもよいアルキル基における置換基と同様の例が挙げられる。
 また、本明細書でアルキニレン基は、上述のアルキニル基から水素原子を一つ取り除いて二価の基としたアルキニレン基が挙げられる。
 本明細書において、特段の断りがない限り、アリール基は、環員数が6~18のアリール基が好ましい。
 アリール基は、単環でも多環(例えば2~6環)でもよい。
 アリール基は、例えば、フェニル基、ナフチル基、アントリル基、又は、フェナントレニル基が好ましい。
 置換基を有してもよいアリール基において、アリール基が有してもよい置換基は特に制限されず、例えば、置換基Wが挙げられ、置換基を有してもよいアルキル基(好ましくは炭素数1~10)が好ましく、メチル基がより好ましい。
 なお、置換基を有してもよいアリール基が複数の置換基を有する場合において、複数の置換基同士は互いに結合して環を形成してもよい。このように、複数の置換基同士は互いに結合して環を形成する場合、例えば、置換基を有してもよいアリール基は、全体として、更に置換基を有してもよいフルオレニル基(9,9-ジメチルフルオレニル基等)を形成していてもよい。
 また、本明細書でアリーレン基は、上述のアリール基の環員原子から水素原子を一つ取り除いて二価の基としたアリーレン基が挙げられる。
 本明細書において、特段の断りがない限り、ヘテロアリール基は、窒素原子、硫黄原子、酸素原子、セレン原子、テルル原子、リン原子、ケイ素原子、及び/又は、ホウ素原子等のヘテロ原子を含む、単環又は多環の環構造を有するヘテロアリール基が好ましい。
 上記ヘテロアリール基の環員原子中の炭素数は特に制限されず、3~18が好ましく、3~5がより好ましい。
 ヘテロアリール基の環員原子中のヘテロ原子の数は特に制限されず、1~10が好ましく、1~4がより好ましく、1~2が更に好ましい。
 ヘテロアリール基は、単環でも多環(例えば2~6環)でもよい。
 ヘテロアリール基の環員数は特に制限されず、5~15が好ましい。
 上記ヘテロアリール基は、フリル基、ピリジル基、キノリル基、イソキノリル基、アクリジニル基、フェナントリジニル基、プテリジニル基、ピラジニル基、キノキサリニル基、ピリミジニル基、キナゾリル基、ピリダジニル基、シンノリニル基、フタラジニル基、トリアジニル基、オキサゾリル基、ベンゾオキサゾリル基、チアゾリル基、ベンゾチアゾリル基、イミダゾリル基、ベンゾイミダゾリル基、ピラゾリル基、インダゾリル基、イソオキサゾリル基、ベンゾイソオキサゾリル基、イソチアゾリル基、ベンゾイソチアゾリル基、オキサジアゾリル基、チアジアゾリル基、トリアゾリル基、テトラゾリル基、ベンゾフリル基、チエニル基、ベンゾチエニル基、ジベンゾフリル基、ジベンゾチエニル基、ピロリル基、インドリル基、イミダゾピリジニル基、及び、カルバゾリル基等が挙げられる。
 置換基を有してもよいヘテロアリール基において、ヘテロアリール基が有してもよい置換基は特に制限されず、例えば、置換基Wが挙げられる。
 なお、置換基を有してもよいヘテロアリール基が複数の置換基を有する場合において、複数の置換基同士は互いに結合して環を形成してもよい。
 また、本明細書でヘテロアリーレン基は、上述のヘテロアリール基の環員原子から水素原子を一つ取り除いて二価の基としたヘテロアリーレン基が挙げられる。
 本明細書において、芳香環基は、芳香族炭化水素環基でもよく、芳香族複素環基でもよい。
 上記芳香環基が一価である場合、芳香環基としては、例えば、上述のアリール基及びヘテロアリール基が挙げられる。
 上記芳香環基がm価(mは2以上の整数であり、2~5が好ましい)である場合、芳香環基としては、例えば、上述のアリール基又はヘテロアリール基の環員原子から水素原子を(m-1)個取り除いてなる基が挙げられる。
 本明細書において、特段の断りがない限り、置換基を有してもよいシリル基は、例えば、-Si(RS1)(RS2)(RS3)で表される基が挙げられる。RS1、RS2、及び、RS3は、それぞれ独立に、水素原子又は置換基を表し、置換基を有してもよいアルキル基、置換基を有してもよいアルコキシ基、置換基を有してもよいアルキルチオ基、置換基を有してもよいアリール基、又は、置換基を有してもよいヘテロアリール基を表すことが好ましい。
 本明細書において、イオン性基は、カチオン性窒素原子(>N<、=N<等)のようなカチオン性基、並びに、-SO 、及び、-COOのようなアニオン性基を総称してイオン性基とする。なお、化合物中のイオン性基は、上記化合物中の他の部位と、共有結合で結合している基ではなくてもよく、例えば、ハロゲン化物イオン(Cl等)のようにイオン結合で結合している基であってもよい。
 本明細書において表記される二価の基(例えば、-CO-O-)の結合方向は、特に断らない限り制限されない。例えば、「X-Y-Z」なる一般式で表される化合物中の、Yが-CO-O-である場合、上記化合物は「X-O-CO-Z」であってもよく「X-CO-O-Z」であってもよい。
 本明細書において、幾何異性体(シス-トランス異性体)を有し得る化合物に関して、上記化合物を表す一般式又は構造式が、便宜上、シス体及びトランス体のいずれか一方の形態でのみ記載される場合がある。このような場合であっても、特段の記載がない限り、上記化合物の形態がシス体及びトランス体のいずれか一方に限定されることはなく、上記化合物は、シス体及びトランス体のいずれの形態であってもよい。
 また、本明細書において、「~」を用いて表される数値範囲は、「~」前後に記載される数値を下限値及び上限値として含む範囲を意味する。
 本明細書において、水素原子は、軽水素原子(通常の水素原子)であってもよいし、重水素原子(二重水素原子等)であってもよい。
 本明細書において、極大吸収波長及び吸収係数は、各化合物の単独膜(評価対象の化合物のみからなる薄膜)を測定対象として求められる値である。
 吸収係数とは、光が薄膜の中を進むときに、単位長さあたりに吸収される割合のことであり、「(吸収係数を求めたい波長における吸光度)×0.434÷(膜厚(cm))」の式に数値を代入して算出した値である。具体的には、まず、厚さ0.7mmの透明な石英ガラスの上に、真空蒸着法にて評価対象の化合物を2Å/秒の蒸着レートで100nmの膜厚にて単独膜を製膜する。次に、得られた単独膜について、紫外・可視分光光度計にて400~700nmの可視領域の吸光度を測定した後、吸収係数を求めたい波長における吸光度に0.434を掛算し、上記単独膜の膜厚(単位:cm)で除算することにより、その波長における吸収係数が算出される。
 また、上記吸収係数が最大になる波長を、極大吸収波長とする。
〔光電変換素子〕
 本発明の光電変換素子は、導電性膜、光電変換膜、及び、透明導電性膜をこの順で有する光電変換素子であって、上記光電変換膜は、波長500~620nmに極大吸収波長を有し、イオン性基を有さず、かつ、式(1)で表される化合物である第一の化合物と、上記第一の化合物とは異なる、波長450~550nmに極大吸収波長を有する第二の化合物と、を含む、光電変換素子である。
 本発明の光電変換素子がこのような構成をとることで上記課題を解決できるメカニズムは必ずしも明らかではないが、光電変換膜において上記第一の化合物と上記第二の化合物との両方を使用していることが、課題の解決に寄与していると考えられる。
 また、第一の化合物は、式(1)で表される化合物はイオン化ポテンシャルが大きい。そのため、連続駆動時に光電変換膜における、第一の化合物を含む層の中、又は、第一の化合物を含む層と第二の化合物を含む層と界面等において、第一の化合物同士、又は、第一の化合物と第二の化合物とが分子運動を行い、会合体を形成したとしても、暗電流に影響するイオン化ポテンシャルの小さい成分ができにくい。そのため、連続駆動させた際の暗電流の変化抑制性が改善できたと考えられる。
 以下、連続駆動させた際の外部量子効率(特に、波長460nm及び/又は波長560nmの光に対する外部量子効率)の変化抑制性、及び、連続駆動させた際の暗電流の変化抑制性の少なくとも一方が優れることを、単に「本発明の効果がより優れる」とも言う。
 また、以下、第一の化合物と第二の化合物とを総称して、特定化合物ともいう。
 図1に、本発明の光電変換素子の一実施形態の断面模式図を示す。
 図1に示す光電変換素子10aは、下部電極として機能する導電性膜(以下、下部電極とも記す)11と、電子ブロッキング膜16Aと、光電変換膜12と、上部電極として機能する透明導電性膜(以下、上部電極とも記す)15とがこの順に積層された構成を有する。
 上記光電変換膜12は、波長500~620nmに極大吸収波長を有し、イオン性基を有さず、かつ、式(1)で表される化合物である、上記第一の化合物とは異なる、波長450~550nmに極大吸収波長を有する第二の化合物と、を含む。
 上記光電変換膜12は、一つの層からなる単層型であってもよいし、複数の層からなる積層型であってもよい。
 上記光電変換膜12が単層型である場合、例えば、上記光電変換膜12は、第一の化合物と、前記第二の化合物と、が混合された状態で形成された混合層であってもよい。
 図2に、積層型である光電変換膜の一実施形態の断面模式図を示すこともできる。
 図2に示す光電変換膜12は、第二の化合物を含む層12Aと、第一の化合物を含む層12Bと、とがこの順に積層された、第一の化合物と第二の化合物とを含む光電変換膜12(積層型の光電変換膜12)を形成している。
 第一の化合物を含む層は、実質的に、第二の化合物を含まないことも好ましい。例えば、第一の化合物を含む層における、第一の化合物の含有量に対する第二の化合物の含有量(=(第二の化合物の単層換算での膜厚/第一の化合物の単層換算での膜厚)×100)は、0~30体積%が好ましく、0~10体積%がより好ましく、0~1体積%が更に好ましい。
 第二の化合物を含む層は、実質的に、第一の化合物を含まないことも好ましい。例えば、第二の化合物を含む層における、第二の化合物の含有量に対する第一の化合物の含有量(=(第一の化合物の単層換算での膜厚/第二の化合物の単層換算での膜厚)×100)は、0~30体積%が好ましく、0~10体積%がより好ましく、0~1体積%が更に好ましい。
 なお、図2における光電変換膜12では、下から順に、第二の化合物を含む層12Aと、第一の化合物を含む層12Bとが積層された形態を示したが、実際に光電変換膜12が光電変換素子に組み込まれた状態において、第二の化合物を含む層12Aと、第一の化合物を含む層12Bとの積層の順序に制限はない。図1の光電変換素子10aの光電変換膜12として、図2に示す光電変換膜12を適用した場合において、第二の化合物を含む層12Aが下部電極11に接していてもよいし、第一の化合物を含む層12Bが下部電極11に接していてもよい。
 また、図2においては、第二の化合物を含む層12Aと、第一の化合物を含む層12Bとが一層ずつ存在する形態を示したが、積層型の光電変換膜12は、積層型の光電変換膜12全体の中に第一の化合物と第二の化合物とがそれぞれ含まれていればよい。例えば、第二の化合物を含む層12A及び第一の化合物を含む層12Bとの少なくとも一方が2層以上存在する積層型の光電変換膜12を使用してもよい。また、積層型の光電変換膜12において、層のうちの1以上が上記混合層であって、他の層が、第一の化合物を含む層、及び、第二の化合物を含む層のうちのいずれか一方のみであってもよい。
 図3に別の光電変換素子の構成例を示す。図3に示す光電変換素子10bは、下部電極11上に、電子ブロッキング膜16Aと、光電変換膜12と、正孔ブロッキング膜16Bと、上部電極15とがこの順に積層された構成を有する。なお、図1~3中の電子ブロッキング膜16A、光電変換膜12、及び、正孔ブロッキング膜16Bの積層順は、用途及び特性に応じて、適宜変更してもよい。
 図3中の光電変換膜12は、一つの層からなる単層型の光電変換膜12であってもよいし、複数の層からなる積層型の光電変換膜12(例えば図2に示した光電変換膜12)であってもよい。
 光電変換素子10a(又は10b)では、上部電極15を介して光電変換膜12に光が入射されることが好ましい。
 また、光電変換素子10a(又は10b)を使用する場合には、電圧を印加できる。この場合、下部電極11と上部電極15とが一対の電極をなし、この一対の電極間に、1×10-5~1×10V/cmの電圧を印加することが好ましい。性能及び消費電力の点から、印加される電圧は、1×10-4~1×10V/cmがより好ましく、1×10-3~5×10V/cmが更に好ましい。
 なお、電圧印加方法については、図1~3において、電子ブロッキング膜16A側が陰極となり、光電変換膜12側が陽極となるように印加することが好ましい。光電変換素子10a(又は10b)を光センサとして使用した場合、また、撮像素子に組み込んだ場合も、同様の方法により電圧を印加できる。
 後段で、詳述するように、光電変換素子10a(又は10b)は撮像素子用途に好適に適用できる。
 以下に、本発明の光電変換素子を構成する各層の形態について詳述する。
<光電変換膜>
 光電変換膜は、上述の通り、波長500~620nmに極大吸収波長を有し、イオン性基を有さず、かつ、式(1)で表される化合物である第一の化合物と、上記第一の化合物とは異なる、波長450~550nmに極大吸収波長を有する第二の化合物と、を含む膜である。
(第一の化合物)
 第一の化合物について説明する。
 第一の化合物は、波長500~620nmに極大吸収波長を有する化合物であるという要件と、イオン性基を有さないという要件と、式(1)で表される化合物であるという要件を満たす。
 化合物の蒸着適性及び/又は光電変換適性の観点から、第一の化合物がイオン性基を有することはない。
・式(1)で表される化合物
 式(1)を以下に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000007
 式(1)中、Yは、式(1-1)で表される基、又は式(1-2)で表される基を表す。中でも、本発明の効果がより優れる点で、式(1-1)で表される基が好ましい。式(1-1)及び式(1-2)中の*は、結合位置を表し、*が付された炭素原子と、Rと結合する炭素原子とが2重結合を形成している。
 つまり、式(1)で表される化合物は、式(1-1a)で表される化合物又は式(1-2a)で表される化合物である。
 なお、式(1-1a)及び式(1-2a)中に使用される符号は、式(1)中で使用される対応する符号と同義である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000008
 式(1-1)中、Aは、少なくとも2つの炭素原子を含む、置換基を有していてもよい環を表す。なお、2つの炭素原子とは、式(1-1)中に明示されるZと結合している炭素原子と、上記Zと結合している炭素原子に隣接する、式(1-1)中に明示された炭素原子(Rと結合する炭素原子と二重結合で結合している炭素原子)とを意図し、いずれの炭素原子もAを構成する原子である。
 また、上記環は、環を構成する炭素原子が、他のカルボニル炭素(>C=O)、及び/又は他のチオカルボニル炭素(>C=S)で置換されていてもよい。なお、ここでいう他のカルボニル炭素(>C=O)及び他のチオカルボニル炭素(>C=S)とは、環を構成する炭素原子のうち、Zと結合している炭素原子以外の炭素原子を構成要素とするカルボニル炭素及びチオカルボニル炭素を意図する。
 Aの炭素数は、3~30が好ましく、3~20がより好ましく、3~15が更に好ましい。なお、上記炭素数は、式中に明示される2個の炭素原子を含む数である。
 Aは、ヘテロ原子を有していてもよく、例えば、窒素原子、硫黄原子、酸素原子、セレン原子、テルル原子、リン原子、ケイ素原子、及び、ホウ素原子が挙げられる。
 A中のヘテロ原子の数は、0~10が好ましく、0~5がより好ましく、0~2が更に好ましい。なお、上記ヘテロ原子の数は、Aで表される環を構成する炭素原子がカルボニル炭素(>C=O)又はチオカルボニル炭素(>C=S)で置換されて環に導入されているヘテロ原子(なお、ここでいうカルボニル炭素(>C=O)は、式(1-1)中に明示されているカルボニル炭素を含む意図である)の数、及びAの置換基が有するヘテロ原子の数を含まない数である。
 Aは置換基を有していてもよく、置換基としては、ハロゲン原子(好ましくは塩素原子)、アルキル基(直鎖状、分岐鎖状、及び、環状のいずれであってもよい。炭素数は、1~10が好ましく、1~6がより好ましい。)、アリール基(炭素数は、6~18が好ましく、6~12がより好ましい。)、ヘテロアリール基(炭素数は、5~18が好ましく、5~6がより好ましい。)、又はシリル基(例えば、アルキルシリル基が挙げられる。アルキルシリル基中のアルキル基は、直鎖状、分岐鎖状、及び環状のいずれであってもよい。またその炭素数は、1~4が好ましく、1がより好ましい。)が好ましい。
 Aは、芳香族性を示してもよく、示さなくてもよい。
 Aは、単環構造でもよく、縮環構造でもよいが、5員環、6員環、又は、5員環及び6員環の少なくともいずれかを含む縮合環であるのが好ましい。上記縮合環を形成する環の数は、1~4が好ましく、1~3がより好ましい。
 Aで表される環としては、通常、酸性核(具体的には、メロシアニン色素で酸性核)として用いられる環が好ましく、その具体例としては以下が挙げられる。
(a)1,3-ジカルボニル核:例えば、1,3-インダンジオン核、1,3-シクロヘキサンジオン、5,5-ジメチル-1,3-シクロヘキサンジオン、及び1,3-ジオキサン-4,6-ジオン等。
(b)ピラゾリノン核:例えば、1-フェニル-2-ピラゾリン-5-オン、3-メチル-1-フェニル-2-ピラゾリン-5-オン、3-シアノ-1-フェニル-2-ピラゾリン-5-オン、及び1-(2-ベンゾチアゾリル)-3-メチル-2-ピラゾリン-5-オン等。
(c)イソオキサゾリノン核:例えば、3-フェニル-2-イソオキサゾリン-5-オン、及び3-メチル-2-イソオキサゾリン-5-オン等。
(d)オキシインドール核:例えば、1-アルキル-2,3-ジヒドロ-2-オキシインドール等。
(e)2,4,6-トリオキソヘキサヒドロピリミジン核:例えば、バルビツール酸、又は2-チオバルビツール酸、及び、その誘導体等。誘導体としては、例えば、1-メチル、1-エチル等の1-アルキル体、1,3-ジメチル、1,3-ジエチル、及び1,3-ジブチル等の1,3-ジアルキル体、1,3-ジフェニル、1,3-ジ(p-クロロフェニル)、及び1,3-ジ(p-エトキシカルボニルフェニル)等の1,3-ジアリール体、1-エチル-3-フェニル等の1-アルキル-1-アリール体、並びに、1,3-ジ(2-ピリジル)等の1,3-ジヘテロアリール体等が挙げられる。
(f)2-チオ-2,4-チアゾリジンジオン核:例えば、ローダニン、及びその誘導体等。誘導体としては、例えば、3-メチルローダニン、3-エチルローダニン、及び3-アリルローダニン等の3-アルキルローダニン、3-フェニルローダニン等の3-アリールローダニン、並びに、3-(2-ピリジル)ローダニン等の3-ヘテロアリールローダニン等が挙げられる。
(g)2-チオ-2,4-オキサゾリジンジオン核(2-チオ-2,4-(3H,5H)-オキサゾールジオン核):例えば、3-エチル-2-チオ-2,4-オキサゾリジンジオン等。
(h)チアナフテノン核:例えば、3(2H)-チアナフテノン-1,1-ジオキサイド等。
(i)2-チオ-2,5-チアゾリジンジオン核:例えば、3-エチル-2-チオ-2,5-チアゾリジンジオン等。
(j)2,4-チアゾリジンジオン核:例えば、2,4-チアゾリジンジオン、3-エチル-2,4-チアゾリジンジオン、及び3-フェニル-2,4-チアゾリジンジオン等。
(k)チアゾリン-4-オン核:例えば、4-チアゾリノン、及び2-エチル-4-チアゾリノン等。
(l)2,4-イミダゾリジンジオン(ヒダントイン)核:例えば、2,4-イミダゾリジンジオン、及び3-エチル-2,4-イミダゾリジンジオン等。
(m)2-チオ-2,4-イミダゾリジンジオン(2-チオヒダントイン)核:例えば、2-チオ-2,4-イミダゾリジンジオン、及び3-エチル-2-チオ-2,4-イミダゾリジンジオン等。
(n)イミダゾリン-5-オン核:例えば、2-プロピルメルカプト-2-イミダゾリン-5-オン等。
(o)3,5-ピラゾリジンジオン核:例えば、1,2-ジフェニル-3,5-ピラゾリジンジオン、及び1,2-ジメチル-3,5-ピラゾリジンジオン等。
(p)ベンゾチオフェン-3(2H)-オン核:例えば、ベンゾチオフェン-3(2H)-オン、オキソベンゾチオフェン-3(2H)-オン、及びジオキソベンゾチオフェンー3(2H)-オン等。
(q)インダノン核:例えば、1-インダノン、3-フェニル-1-インダノン、3-メチル-1-インダノン、3,3-ジフェニル-1-インダノン、3-(ジシアノメチリデン)インダン-1-オン、及び3,3-ジメチル-1-インダノン等。
(r)ベンゾフラン-3-(2H)-オン核:例えば、ベンゾフラン-3-(2H)-オン等。
(s)2,2-ジヒドロフェナレン-1,3-ジオン核等。
(t)ピリドン核:例えば、3-シアノ-1-エチル-6-ヒドロキシ-4-メチル-2-ピリドン、3-シアノ-1-メチル-6-ヒドロキシ-4-メチル-2-ピリドン、3-シアノ-1-エチル-6-ヒドロキシ-4-トリフルオロメチル-2-ピリドン、及び3-シアノ-1-フェニル-6-ヒドロキシ-4-トリフルオロメチル-2-ピリドン等。
 Aは、式(AW)で表される基を有する環でもよい。
*1-L-Y-Z-*2     (AW)
 式(AW)中、*1は、式(1-1)(又は式(1-1a))中に明示される-C(=Z)-中の炭素原子との結合位置を表す。*2は、式(1-1)中の*が付された炭素原子との結合位置を表す(言い換えると、*2は、式(1)中のRが直接結合する炭素原子とともに二重結合を形成している炭素原子との結合位置を表す)。
 つまり、Aが式(AW)で表される基を有する環である場合、Yが式(1-1)で表される基である式(1)で表される化合物(又は式(1-1a)で表される化合物)は、式(1-1b)で表される化合物である。
 なお、式(1-1b)中に使用される符号は、式(1)中で使用される対応する符号と同義である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000009
 式(AW)中、Lは、単結合又は-NR-を表す。
 Rは、水素原子又は置換基を表す。中でも、Rは、アルキル基、アリール基、又は、ヘテロアリール基が好ましく、アルキル基又はアリール基が好ましい。上記アルキル基及び上記アリール基は置換基を有していてもよい。上記アリール基が有してもよい置換基としてはアルキル基(例えば炭素数1~3)が好ましい。
 Lは、単結合が好ましい。
 Yは、-CRY1=CRY2-、-CS-NRY3-、-CO-、-CS-、-NRY4-、-N=CRY5-、-CO-NRY6-、又は、置換基を有していてもよい1,8-ナフタレンジイル基を表し、中でも-CRY1=CRY2-が好ましい。
 RY1~RY6は、それぞれ独立に、水素原子又は置換基を表す。中でも、RY1~RY6は、それぞれ独立に、アルキル基、シアノ基、アリール基、又は、ヘテロアリール基が好ましい。
 また、Yが-CRY1=CRY2-を表す場合、RY1とRY2とは互いに結合して環を形成してもよく、RY1とRY2とが互いに結合して形成する環としては、例えば、芳香環(芳香族炭化水素環及び芳香族複素環)が挙げられ、具体的には、ベンゼン環及びピリジン環が挙げられる。RY1とRY2とは互いに結合して形成する環は、更に置換基を有していてもよく、更に、このような置換基同士が互いに結合して環を形成していてもよい。
 Zは、単結合、-CO-、-S-、-SO-、-CRZA=CRZB-、又は、-C(=CRZCZD)-を表し、中でも-CO-、-CRZA=CRZB-、又は、-C(=CRZCZD)-が好ましい。
 RZA~RZDは、それぞれ独立に、水素原子又は置換基を表す。
 RZA~RZDは、それぞれ独立に、アルキル基、シアノ基、アリール基、又は、ヘテロアリール基が好ましい。上記アルキル基は置換基を有していてもよく、例えば、トリフルオロメチル基のような、置換基としてハロゲン原子を有するアルキル基(例えば炭素数1~3)になっていることも好ましい。
 なお、上記、L、Y、及び、Zの組み合わせは、-L-Y-Z-と式(1-1)中に明示される2個の炭素原子とが結合して形成される環が、5員環又は6員環となる組み合わせが好ましい。ただし、上述の通り上記5員環又は6員環は、更に異なる環(好ましくはベンゼン環)と縮環して、縮環構造を形成していてもよい。
 式(AW)で表される基のより具体的な形態としては、例えば、下記式(AW1)~式(AW6)のいずれかで表される基が挙げられる。
 つまり、式(1)中のYは式(1-1)で表される基を表し、上記式(1-1)中のAで表される環が、式(AW1)~式(AW6)のいずれかで表される基を有する環であってもよい。
 中でも、式(AW1)~式(AW6)のいずれかで表される基は、式(AW1)~式(AW3)のいずれかで表される基が好ましい。
  *1-NR-CO-CRZA=CRZB-*2     (AW1)
  *1-NR-N=CRY5-*2     (AW2)
  *1-CRY1=CRY2-C(=CRZCZD)-*2   (AW3)
  *1-NR-NRY4-CO-*2     (AW4)
  *1-NR-CO-NRY6-CO-*2     (AW5)
  *1-CRY1=CRY2-CO-*2     (AW6)
 式(AW1)~式(AW6)中の各基の構造は、式(AW)で表される基の説明で述べ得たのと同様である。
 中でも、Aは、光電変換素子の耐熱性がより優れる点から、式(AX)で表される基を有する環であるのも好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000010
 式(AX)中、*1及び*2は、式(AW)中の*1及び*2と、それぞれ同義である。
 R及びRは、それぞれ独立に、水素原子又は置換基を表す。
 RとRとは互いに結合して環を形成するのが好ましく、RとRとは互いに結合し形成する環としては、例えば、芳香環(芳香族炭化水素環及び芳香族複素環)が挙げられ、具体的には、ベンゼン環、ピラジン環、及びピリジン環が挙げられる。
 RとRとが互いに結合して形成する環は、更に置換基を有しているのも好ましい。置換基としては、ハロゲン原子が好ましく、塩素原子がより好ましい。
 また、RとRとが互いに結合して形成する環が有する置換基が、更に互いに結合して環(ベンゼン環等)を形成していてもよい。
 式(AX)で表される基は、光電変換素子の耐熱性がより優れる点から、下記式(AY)で表される基であるのが好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000011
 式(AY)中、*1及び*2は、式(AX)中の*1及び*2とそれぞれ同義である。
 R~R12は、それぞれ独立に、水素原子又は置換基を表す。中でも、R~R12は、それぞれ独立に、水素原子又はハロゲン原子が好ましく、水素原子又は塩素原子がより好ましい。
 RとR10とは互いに結合して環を形成していてもよく、R10とR11とは互いに結合して環を形成していてもよく、R11とR12とは互いに結合して環を形成していてもよい。RとR10、R10とR11、及び、R11とR12とが、それぞれ互いに結合して形成する環は芳香環(芳香族炭化水素環及び芳香族複素環)が挙げられ、具体的には、ベンゼン環が好ましい。
 中でも、R10とR11とが互いに結合して環を形成するのが好ましい。
 なお、RとR10、R10とR11、及び、R11とR12とが、それぞれ互いに連結して形成する環は、更に置換基が置換していてもよい。このような、環が有する置換基同士が互いに結合して更に環を形成してもよい。また、可能な場合、上記環が有する置換基と、R~R12のうちの1つ以上とが互いに結合して更に1つ以上の環を形成してもよい。
 なお、環が有する置換基同士が互いに結合して形成する基は単結合でもよい。
 式(1-1)中、Zは、酸素原子、硫黄原子、=NRZ1、又は、=CRZ2Z3を表す。
 RZ1は水素原子又は置換基を表す。RZ2及びRZ3は、それぞれ独立に、シアノ基、又は、-COORZ4を表す。RZ4は、置換基を有していてもよいアルキル基、置換基を有していてもよいアリール基、又は、置換基を有していてもよいヘテロアリール基を表す。
 Zは、酸素原子が好ましい。
 式(1-2)中、Rb1及びRb2は、それぞれ独立に、シアノ基又は-COORb3を表す。
 Rb3は、置換基を有していてもよいアルキル基、置換基を有していてもよいアリール基(フェニル基等)、又は、置換基を有していてもよいヘテロアリール基を表す。
 式(1)中、R及びRは、それぞれ独立に、水素原子又は置換基を表す。
 R及びRは、それぞれ独立に、水素原子が好ましい。
 式(1)中、Ra1及びRa2は、それぞれ独立に、置換基を有していてもよいアリール基、-C(RL1)(RL2)(RL3)、又は、置換基を有していてもよいヘテロアリール基を表す。
 上記アリール基は、フェニル基、ナフチル基、又は、フルオレニル基が好ましく、フェニル基又はナフチル基がより好ましい。
 上記アリール基がフェニル基の場合、フェニル基は置換基を有しているのが好ましく、置換基としては、それぞれ独立に、アルキル基(好ましくは炭素数1~3)が好ましい。
 上記アリール基がフェニル基の場合、フェニル基が有している置換基の数は1~5が好ましく、2又は3がより好ましい。
 -C(RL1)(RL2)(RL3)におけるRL1~RL3は、それぞれ独立に、置換基を有していてもよいアルキル基、置換基を有していてもよいアリール基、置換基を有していてもよいヘテロアリール基、又は、水素原子を表し、RL1~RL3のうち、少なくとも2つは、それぞれ独立に、置換基を有していてもよいアルキル基、置換基を有していてもよいアリール基、又は、置換基を有していてもよいヘテロアリール基を表す。RL1~RL3で表される置換基を有していてもよいアルキル基、置換基を有していてもよいアリール基、及び、置換基を有していてもよいヘテロアリール基は、互いに結合して環を形成していてもよい。
 例えば、置換基を有していてもよいアルキル基同士が互いに結合して環を形成していてもよい。置換基を有していてもよいアリール基における置換基と、置換基を有していてもよいアルキル基とが互いに結合して環を形成していてもよい。置換基を有していてもよいヘテロアリール基における置換基と、置換基を有していてもよいアルキル基とが互いに結合して環を形成していてもよい。置換基を有していてもよいアリール基における置換基と、置換基を有していてもよい別のアリール基における置換基とが互いに結合して環を形成していてもよい。置換基を有していてもよいアリール基における置換基と、置換基を有していてもよいヘテロアリール基における置換基とが互いに結合して環を形成していてもよい。置換基を有していてもよいヘテロアリール基における置換基と、置換基を有していてもよい別のヘテロアリール基における置換基とが互いに結合して環を形成していてもよい。
 このようにして形成された環が有する置換基と、置換基を有していてもよい別のアルキル基、置換基を有していてもよい別のアリール基における置換基、又は、置換基を有していてもよい別のヘテロアリール基における置換基とが結合して、更に環を形成してもよい。
 なお、上述のように置換基と置換基(例えば、置換基を有していてもよいアリール基における置換基と、置換基を有していてもよいヘテロアリール基における置換基)とが互いに結合して形成する基は、単結合でもよい。
 なお、RL1~RL3で表される置換基を有していてもよいアルキル基、置換基を有していてもよいアリール基、及び、置換基を有していてもよいヘテロアリール基が、互いに結合して環を形成する場合において、-C(RL1)(RL2)(RL3)は、アリール基及びヘテロアリール基以外が好ましい。
 RL1~RL3で表されるアルキル基は、それぞれ独立に、直鎖状、分岐鎖状、及び、環状のいずれであってもよい。RL1~RL3で表されるアルキル基は、2本のアルキル基同士が互いに結合して環を形成しているのが好ましい。
 より具体的には、例えば、RL1で表されるアルキル基とRL2で表されるアルキル基とが互いに結合して環を形成していてもよい。更に、RL1で表されるアルキル基とRL2で表されるアルキル基とが互いに結合して形成される環(単環のシクロアルカン環等)が有する置換基と、RL3で表されるアルキル基とが互いに結合して多環(多環のシクロアルカン環等)を形成していてもよい。
 つまり、-C(RL1)(RL2)(RL3)は、置換基を有していてもよいシクロアルキル基(好ましくはシクロヘキシル基)であってもよい。上記シクロアルキル基の員環数は、3~12が好ましく、5~8がより好ましく、6が更に好ましい。
 上記シクロアルキル基は、単環(シクロヘキシル基等)でも多環(1-アダマンチル基等)でもよい。
 上記シクロアルキル基は置換基を有するのが好ましい。上記シクロアルキル基が置換基を有する場合、一般式(1)中に明示される窒素原子に直接結合する炭素原子(つまり、「-C(RL1)(RL2)(RL3)」中に明示される「C」原子)に隣接する炭素原子が置換基を有するのが好ましい。
 上記シクロアルキル基が有していてもよい置換基としては、例えば、アルキル基(好ましくは炭素数1~3)が挙げられる。
 上記シクロアルキル基が有する置換基同士が互いに結合して環を形成していてもよく、置換基同士が互いに結合して形成する環は、シクロアルカン環以外であってもよい。
 Ra1及びRa2は、光電変換素子の耐熱性がより優れる点から、それぞれ独立に、式(X)で表される基、-C(RL1)(RL2)(RL3)、置換基を有していてもよい多環のアリール基、又は、置換基を有していてもよい多環のヘテロアリール基を表すのが好ましい。
 中でも、光電変換素子の昇華適性の点から、Ra1及びRa2は、それぞれ独立に、式(X)で表される基、-C(RL1)(RL2)(RL3)、又は、置換基を有していてもよい多環のアリール基が好ましい。式(X)で表される基は、後述する式(Z)で表される基が好ましく、後述する式(ZB)で表される基がより好ましい。
 式(X)で表される基は、以下に示される基である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000012

 式(X)中、Bは、Rd1以外にも置換基を有していてもよい単環の芳香環を表す。
 Rd1は、アルキル基、シリル基、アルコキシ基、アルキルチオ基、シアノ基、ハロゲン原子、アリール基、ヘテロアリール基、アルケニル基、又は、アルキニル基を表す。
 これらの基は、可能な場合、さらに置換基を有していてもよい。
 上記単環の芳香環としては、単環の芳香族炭化水素環、及び、単環の芳香族複素環が挙げられる。芳香族炭化水素環としては、例えば、ベンゼン環が挙げられる。芳香族複素環としては、例えば、ピロール環、フラン環、チオフェン環、イミダゾール環、及び、オキサゾール環が挙げられる。
 中でも、光電変換素子の耐熱性がより優れる点で、芳香族炭化水素環が好ましく、ベンゼン環がより好ましい。
 Rd1で表されるアルキル基の炭素数としては、1~12が好ましく、1~6がより好ましく、1~3が更に好ましい。また、上記アルキル基は、-CH(Rd3)(Rd4)、又は、-C(Rd3)(Rd4)(Rd5)であってもよい。Rd3~Rd5はそれぞれ独立に、アリール基、アルキル基(例えば炭素数1~3)、又は、ヘテロアリール基を表す。
 Rd1で表されるシリル基としては、例えば、-Si(R)(R)(R)で表される基が挙げられる。R~Rは、それぞれ独立に、水素原子又は置換基を表す。R~Rで表される置換基としては、例えば、アルキル基(直鎖状、分岐鎖状、及び、環状のいずれであってもよい。炭素数は例えば1~4である)、アリール基、及びヘテロアリール基が挙げられる。これらの基は、更に置換基を有していてもよい。Rd1で表されるシリル基の炭素数としては、1~12が好ましく、1~6が好ましく、3が更に好ましい。
 Rd1で表されるアルコキシ基の炭素数としては、1~12が好ましく、1~6がより好ましく、1~3が更に好ましい。
 Rd1で表されるアルキルチオ基の炭素数としては、1~12が好ましく、1~6がより好ましく、1~3が更に好ましい。
 Rd1で表されるハロゲン原子としては、フッ素原子、ヨウ素原子、臭素原子、及び、塩素原子等が挙げられる。
 Rd1で表されるアルケニル基の炭素数としては、2~12が好ましく、2~6がより好ましく、2~3が更に好ましい。
 Rd1で表されるアルキニル基の炭素数としては、2~12が好ましく、2~6がより好ましく、2~3が更に好ましい。
 Rd1とBが有する置換基とは、互いに結合して非芳香環を形成していてもよい。
 *は、結合位置を表す。Bの芳香環は、式(1)中に明示される窒素原子と直接結合する。
 式(X)で表される基としては、式(Z)で表される基が好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000013
 式(Z)中、T~Tは、それぞれ独立に、-CRe12=又は窒素原子(=N-)を表す。Re12は、水素原子又は置換基を表す。
 「T~Tの少なくとも1つが-CRe12=を表し、かつ、Re12の少なくとも1つが置換基を表す」のが好ましく、「少なくともTが-CRe12=を表し、かつ、Re12がアルキル基、アリール基又はヘテロアリール基を表す」のがより好ましい。また、「少なくともTが-CRe12=を表し、かつ、Re12が-CH(Rd3)(Rd4)、又は、-C(Rd3)(Rd4)(Rd5)である」形態であってもよい。
 上記-CH(Rd3)(Rd4)、及び、上記-C(Rd3)(Rd4)(Rd5)については後述する。
 置換基の定義は、上述の置換基Wと同義である。置換基としては、例えば、アルキル基、アリール基、ヘテロアリール基、シリル基、ハロゲン原子、及び、シアノ基等が挙げられる。なお、これらの基は、更に置換基(例えば、フッ素原子等のハロゲン原子が挙げられる。)を有していてもよい。
 Re12で表されるアルキル基の炭素数としては、1~12が好ましく、1~6がより好ましく、1~3が更に好ましい。また、上記アルキル基は、-CH(Rd3)(Rd4)、又は、-C(Rd3)(Rd4)(Rd5)であってもよい。Rd3~Rd5はそれぞれ独立に、アリール基、アルキル基(例えば炭素数1~3)、又は、ヘテロアリール基を表す。
 Re12で表されるシリル基としては、例えば、Rd1で表されるシリル基として説明したシリル基が挙げられる。
 Re12で表されるハロゲン原子としては、フッ素原子、ヨウ素原子、臭素原子、及び塩素原子が挙げられる。
 また、式(Z)中にRe12が複数存在する場合、Re12は、互いに同一であっても異なっていてもよい。
 式(Z)中、Rf2は、アルキル基、シリル基、アルコキシ基、アルキルチオ基、シアノ基、ハロゲン原子、アリール基、ヘテロアリール基、アルケニル基、又は、アルキニル基を表し、式(X)におけるRd1と同義であり、好ましい条件も同様である。
 また、Rf2と、TにおけるRe12とは、互いに結合して非芳香環を形成していてもよい。
 式(X)で表される基としては、式(ZB)で表される基がより好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000014
 式(ZB)中、T~Tは、それぞれ独立に、-CRe12=又は窒素原子を表す。Re12は、水素原子又は置換基を表す。
 式(ZB)中におけるRe12は、式(Z)中におけるRe12と同様である。
 式(ZB)中、Rf3及びRf4は、それぞれ独立に、アルキル基、アリール基、又は、ヘテロアリール基を表す。Rf3及びRf4の一方又は両方が、-CH(Rd3)(Rd4)、-C(Rd3)(Rd4)(Rd5)、アリール基、又は、ヘテロアリール基であってもよい。Rd3~Rd5はそれぞれ独立に、アリール基、アルキル基(例えば炭素数1~3)、又は、ヘテロアリール基を表す。
 これらの基は、可能な場合、さらに置換基を有していてもよい。
 *は、結合位置を表す。
 置換基を有していてもよい多環のアリール基、及び、置換基を有していてもよい多環のヘテロアリール基を構成する環の数は2以上であり、2~4が好ましく、2~3がより好ましく、2が更に好ましい。
 置換基を有していてもよい多環のアリール基、及び、置換基を有していてもよい多環のヘテロアリール基が有していてもよい置換基は、非芳香環を含んでいてもよい。
 置換基を有していてもよい多環のアリール基としては、例えば、置換基を有していてもよいナフチル基が好ましい。
 式(1)中、Arは、置換基を有していてもよい芳香環を表す。
 芳香環は、単環であっても、多環であってもよい。
 芳香環としては、芳香族炭化水素環、及び、芳香族複素環が挙げられる。芳香族炭化水素環としては、例えば、ベンゼン環、ナフタレン環、アントラセン環、及び、フェナントレン環が挙げられる。芳香族複素環としては、例えば、キノキサリン環、ピラジン環、ピロール環、フラン環、チオフェン環、イミダゾール環、及び、オキサゾール環が挙げられる。これらの環は、更に他の環(非芳香環であってもよい)と縮環していてもよい。
 中でも、Arは、芳香族複素環が好ましく、キノキサリン環又はピラジン環がより好ましい。
 Arで表される芳香環が有する置換基としては、アルキル基が好ましい。
・・式(2)で表される化合物
 式(1)で表される化合物は、光電変換素子の耐熱性がより優れる点から、式(2)で表される化合物であるのが好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000015
 式(2)中のAは、式(1-1)(又は式(1-1a))中のAと同義であり、好ましい条件も同様である。
 式(2)中のR及びRは、式(1)中のR及びRと同義であり、好ましい条件も同様である。
 式(2)中のRa1及びRa2は、式(1)中のRa1及びRa2と同義であり、好ましい条件も同様である。
 X~Xは、それぞれ独立に、窒素原子(-N=)又は-CRc1=を表す。
 Rc1は水素原子又は置換基を表す。
 X~X中、少なくとも2つが窒素原子であるのが好ましく、少なくともX及びXが窒素原子であるのがより好ましく、X及びXのみが窒素原子であるのが更に好ましい。
 Rc1が複数存在する場合、複数存在するRc1は、互いに結合して環を形成していてもよい。複数存在するRc1が、互いに結合して形成する環としては、芳香環が好ましく、ベンゼン環又はピリジン環がより好ましい。複数存在するRc1が、互いに結合して形成する環が、更に置換基を有していてもよい。
・・式(3)で表される化合物
 式(1)で表される化合物は、光電変換素子の耐熱性がより優れる点から、式(3)で表される化合物であるのがより好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000016
 式(3)中のAは、式(1-1)(又は式(1-1a))中のAと同義であり、好ましい条件も同様である。
 式(3)中のR及びRは、式(1)中のR及びRと同義であり、好ましい条件も同様である。
 Eは、窒素原子(-N=)又は-CR=を表す。
 Eは、窒素原子(-N=)又は-CR=を表す。
 E及びEは、「Eが-CR=であり、Eが-CR=である形態」、「Eが-N=であり、Eが-CR=である形態」、又は、「Eが-CR=であり、Eが-N=である形態」が好ましく、「Eが-CR=であり、Eが-CR=である形態」がより好ましい。
 R~Rは、それぞれ独立に、水素原子又は置換基を表す。
 R~Rは、それぞれ独立に、水素原子、アルコキシ基、シリル基、塩素原子、フッ素原子、シアノ基、又は、アルキル基が好ましく、水素原子、アルキル基部分の炭素数が1~3のアルコキシ基、塩素原子、フッ素原子、シアノ基、又は、炭素数が1~4のアルキル基がより好ましい。R~R中、置換基を表すR~Rの数は0~2が好ましい。R~Rのうちの1以上が置換基を表す場合、R及び/又はRが置換基を表すのが好ましい。
 Eが-CR=である場合のRとR、RとR、及び、Eが-CR=である場合のRとRは、それぞれ独立に、互いに結合して環を形成していてもよい。RとR、RとR、及び、RとRが互いに結合して形成する環は、単環でも多環でもよく、芳香族でも非芳香族でもよく、置換基を有していてもよい。
 上記環の環員原子数は5~12が好ましく、5~7がより好ましい。
 例えば、RとR、RとR、又は、RとR(好ましくはRとR)が互いに結合して、更に置換基を有してもよいベンゼン環を形成するのも好ましい。この場合、E及びE含む環に対して、ベンゼン環(更に置換基を有してもよいベンゼン環)が縮環することとなる。
 式(3)中のRa1及びRa2は、式(1)中のRa1及びRa2と同義であり、好ましい条件も同様である。
・・式(4)で表される化合物
 式(1)で表される化合物は、光電変換素子の耐熱性がより優れる点から、式(4)で表される化合物でもよい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000017
 式(4)中のR及びRは、式(1)中のR及びRと同義であり、好ましい条件も同様である。
 式(4)中のE及びEは、式(3)中のE及びEと同義であり、好ましい条件も同様である。
 式(4)中のR~Rは、式(3)中のR~Rと同義であり、好ましい条件も同様である。
 式(4)中のR及びRは、式(AX)中のR及びRと同義であり、好ましい条件も同様である。
 式(4)中のRa1及びRa2は、式(1)中のRa1及びRa2と同義であり、好ましい条件も同様である。
・・式(4-2)で表される化合物
 式(4)で表される化合物の好適な一形態として、式(4-2)で表される化合物が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000018
 式(4-2)中のR及びRは、式(1)中のR及びRと同義であり、好ましい条件も同様である。
 式(4-2)中のE及びEは、式(3)中のE及びEと同義であり、好ましい条件も同様である。
 式(4-2)中のR~Rは、式(3)中のR~Rと同義であり、好ましい条件も同様である。
 式(4-2)中のR及びRは、式(AX)中のR及びRと同義であり、好ましい条件も同様である。
 式(4-2)中のRa3及びRa4は、それぞれ独立に、式(X)で表される基、-C(RL1)(RL2)(RL3)、置換基を有していてもよい多環のアリール基、又は、置換基を有していてもよい多環のヘテロアリール基を表す。
 式(4-2)中のRa3及びRa4における式(X)で表される基、-C(RL1)(RL2)(RL3)、置換基を有していてもよい多環のアリール基、及び、置換基を有していてもよい多環のヘテロアリール基は、式(1)中のRa1及びRa2に関して説明した式(X)で表される基、-C(RL1)(RL2)(RL3)、置換基を有していてもよい多環のアリール基、及び、置換基を有していてもよい多環のヘテロアリール基とそれぞれ同義であり、好ましい条件も同様である。
・・式(5)で表される化合物
 式(1)で表される化合物は、光電変換素子の耐熱性がより優れる点から、式(5)で表される化合物でもよい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000019
 式(5)中のR及びRは、式(1)中のR及びRと同義であり、好ましい条件も同様である。
 式(5)中のE及びEは、式(3)中のE及びEと同義であり、好ましい条件も同様である。
 式(5)中のR~Rは、式(3)中のR~Rと同義であり、好ましい条件も同様である。
 式(5)中のR~R12は、式(AY)中のR~R12と同義であり、好ましい条件も同様である。
 式(5)中のRa1及びRa2は、式(1)中のRa1及びRa2と同義であり、好ましい条件も同様である。
 以下に、式(1)で表される化合物を例示する。
 なお、下記に例示する化合物を式(1)に当てはめた場合において、Rが結合する炭素原子とそれに隣接する炭素原子とで構成されるC=C二重結合に基づいて区別され得る幾何異性体について、下記に例示する式(1)で表される化合物はそのいずれをも含む。つまり、上記C=C二重結合に基づいて区別されるシス体とトランス体とは、いずれも下記に例示する式(1)で表される化合物にそれぞれ含まれる。
 下記例示中、Meはメチル基を表し、Phはフェニル基を表す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000020
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000021
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000022
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000023
 第一の化合物の分子量は特に制限されないが、300~1200が好ましい。分子量が1200以下であれば、蒸着温度が高くならず、化合物の分解が起こりにくい。分子量が300以上であれば、蒸着膜のガラス転移点が低くならず、光電変換素子の耐熱性が向上する。
 第一の化合物の極大吸収波長は、波長500~620nmであり、波長510~610nmが好ましく、波長520~600nmがより好ましく、波長530~590nmが更に好ましい。
 第一の化合物の極大吸収波長における吸収係数は、8×10cm-1以上が好ましく、1×10cm-1以上がより好ましく、2×10cm-1以上がさらに好ましい。上記吸光係数の上限に特に制限はなく、例えば、1×10cm-1以下である。
 第一の化合物は、後述のn型半導体材料とのエネルギー準位のマッチングの点で、単独膜でのイオン化ポテンシャルが5.0~6.2eVである化合物であることが好ましく、5.2~6.1eVである化合物であることがより好ましく、5.4~6.0eVである化合物であることがさらに好ましい。
 なお、本明細書において、イオン化ポテンシャルは化合物の単独膜を理研計器製の光電子分光装置のAC-2で測定した値である。
 光電変換膜全体に対する第一の化合物の含有量(=(第一の化合物の単層換算での膜厚/光電変換膜全体の膜厚)×100)は5~70体積%が好ましく、10~50体積%がより好ましく、15~40体積%が更に好ましい。
(第二の化合物)
 まず、第二の化合物について説明する。
 第二の化合物は、波長450~550nmに極大吸収波長を有する化合物である。ただし、第二の化合物は、上述の第一の化合物とは異なる化合物である。
 第二の化合物は、波長450~550nmに極大吸収波長を有する化合物であれば特に制限はなく、中でも、式(P)で表される化合物、式(Q)で表される化合物、式(R)で表される化合物、式(S)で表される化合物、式(T)で表される化合物、式(U)で表される化合物、式(V)で表される化合物、式(W)で表される化合物、又は、式(1)で表される化合物であって、波長450~550nmに極大吸収波長を有する化合物が好ましい。
 中でも、第二の化合物は、式(U)で表される化合物、又は、式(1)で表される化合物であって、波長450~550nmに極大吸収波長を有する化合物がより好ましい。
 第二の化合物は、イオン性基を有さないことも好ましい。
 ・式(1)で表される化合物
 第二の化合物としては、式(1)で表される化合物も使用できる。
 式(1)についての説明は上述の通りであり、式(1)で表される化合物がとり得る形態についても同様である。
 ただし、第二の化合物としての式(1)で表される化合物は、波長450~550nmに極大吸収波長を有する化合物である。
 なお、光電変換膜が、式(1)で表される化合物であって、波長500~550nmに極大吸収波長を有する化合物を複数種類含む場合(すなわち、光電変換膜中に、第一の化合物と第二の化合物とのどちらにも該当しそうな化合物が複数種類存在する場合)、そのうちの対比される2種の化合物の関係においては、極大吸収波長が小さい方の化合物を第二の化合物とみなし、極大吸収波長が大きい方の化合物を第一の化合物とみなすことが好ましい。
 ただし、第一の化合物及び/又は第二の化合物として取り扱われる化合物の含有量は、それぞれ独立に、光電変換膜全体に対して、5体積%以上であることが好ましく、10体積%以上であることがより好ましく、15体積%以上であることが更に好ましい。
・式(P)で表される化合物
 式(P)を以下に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000024
 式(P)中、Xは、O、S、又は、N-R10を表す。
 R、及び、Rはそれぞれ独立に、水素原子又は置換基を表し、少なくとも一方は電子求引性基を表す。また、R、及び、Rは連結して環を形成してもよい。
 R~R10は、それぞれ独立に、水素原子又は置換基を表す。
 RとRとは、互いに結合して環を形成してもよい。
 Lは、共役結合からなる連結基を表す。
 Dは原子群(好ましくは-NR(R)を含む基。R及びRは、それぞれ独立に、水素原子又は置換基を表す。R、R、Lからなる群から選択される基の組み合わせは互いに結合して環を形成してもよい。)を表す。
 式(P)で表される化合物としては、特開2009-088291号公報における一般式(I)で表される化合物も使用でき、これらの内容は本明細書に組み込まれる。
・式(Q)で表される化合物
 式(Q)を以下に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000025
 式(Q)中、Aは電子求引性原子団を表す。
 R~Rは、それぞれ独立に、水素原子又は置換基を表す。
 Lは、2価のπ共役置換基を表す。
 Dは、電子供与性芳香族置換基を表す。
 Xは、O、S、及び、N-Rのいずれかを表す。
 Rは、水素原子又は置換基を表す。
 ただし、式(Q)で表される化合物は、分子量が250~800である。
 なお、式(Q)中に関して、電子求引性原子団とは、結合位置の原子に少なくとも一つ電子求引基が結合した原子団を表す。電子求引基としては特に制限はなく、例えば、Chem.Rev.,1991年,91卷,165頁に記載されている置換基のうちHammet値が正の値のものが挙げられる。より具体的には、例えば、ハロゲン原子、シアノ基、ニトロ基、パーフルオロアルキル基、-CO-R’、-CO-CO-R’、-SO-R’、-SO-R’、-C(=N-R”)-R’、-S(=NR”)-R’、-S(=NR”)-R’、-P(=O)R’、-O-R’’’、-S-R’’’、-N(-R”)-CO-R’、-N(-R”)-SO-R’、-N(-R”)-SO-R’、-N(-R”)-C(=N-R”)-R’、-N(-R”)-S(=NR”)-R’、及び、-N(-R”)-P(=O)R’で表される基が挙げられる。ここでR’は水素原子、アルキル基、アリール基、ヘテロ環基、アミノ基、アルキルオキシ基、アリールオキシ基、ヘテロ環オキシ基、ヒドロキシ基、アルキルチオ基、アリールチオ基、ヘテロ環チオ基、又は、メルカプト基を表す。
 また、式(Q)中に関して、電子供与性芳香族置換基とは、無置換のベンゼン環と比べて電子密度が高い芳香族置換基であり、ベンゼンと比べてより酸化が起こりやすく、還元が起こりにくい芳香族置換基と定義する。光電変換能と溶解性、昇華精製適性の観点から、Dで表される構造として、炭素数3~30の基が好ましく、炭素数6~20の基がより好ましい。光電変換能の観点からDで表される構造として、N,N-二置換アニリンの部分構造を含む基が好ましく、トリフェニルアミン構造を部分構造として含む基がより好ましい。
 式(Q)で表される化合物としては、特開2009-215260号公報における一般式1で表される分子量250~800の有機薄膜光電変換素子用有機光電変換材料も使用でき、これらの内容は本明細書に組み込まれる。
・式(R)で表される化合物
 式(R)を以下に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000026
 式(R)中、R~Rは、それぞれ独立に、水素原子又は置換基を表す。RとR、RとRは、それぞれ互いに結合して環を形成してもよい。
 Ar及びArは、それぞれ独立に、置換基を有してもよいアリール基、又は、置換基を有してもよいヘテロアリール基を表す。ArとAr、ArとR、ArとR(好ましくは、Arにおけるアリール基又はヘテロアリール基における置換基とArにおけるアリール基又はヘテロアリール基における置換基、Arにおけるアリール基又はヘテロアリール基における置換基とR、Arにおけるアリール基又はヘテロアリール基における置換基とR)は、それぞれ互いに結合して環を形成してもよい。
 Xは、酸素原子、硫黄原子、>CRC1C2、>NRN1、及び、>SiRSi1Si2からなる群より選択される基を表す。ここで、RC1、RC2、RN1、RSi1及びRSi2は、それぞれ独立に、水素原子又は置換基を表す。
 Aは、酸素原子、硫黄原子、=CRC3C4、及び、=NRN2からなる群より選択される基を表す。ここで、RC3、RC4、及び、RN2は、それぞれ独立に、水素原子又は置換基を表す。RC3とRC4は、互いに結合して環を形成してもよい。Aが=NRN2である場合、RN2とRは、互いに結合して環を形成してもよい。Aは、カルボキシ基及びヒドロキシ基を有さない。
 式(R)で表される化合物としては、特開2015-038937号公報における式(1)で表される化合物(A)も使用でき、これらの内容は本明細書に組み込まれる。
・式(S)で表される化合物
 式(S)を以下に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000027
 式(S)中、R~R12は、それぞれ独立に、水素原子又は置換基を表す。
 Mは、2価の金属原子(例えば、Zn、Cu、Fe、Co、Ni、Au、Ag、Ir、Ru、Rh、Pd、Pt、Mn、Mg、Ti、Be、Ca、Ba、Cd、Hg、Pb、又は、Sn)を表す。
 X及びXは、それぞれ独立に、窒素原子又はCR13を表す。
 R13は、水素原子又は置換基を表す。
 R13は、ハメットの置換基定数σが0超である、置換基を有していてもよいアリール基、又は、ハメットの置換基定数σが0超である、置換基を有していてもよいヘテロアリール基が好ましい。
 上記置換基を有していてもよいアリール基は、その基全体でハメットの置換基定数σが0超であればよい。例えば、アリール基が置換基を有する場合は、置換基を有するアリール基全体のハメットの置換基定数σが0超であればよい。
 上記置換基を有していてもよいヘテロアリール基に関しても、その基全体でハメットの置換基定数σが0超であればよい。例えば、ヘテロアリール基が置換基を有する場合は、置換基を有するヘテロアリール基全体のハメットの置換基定数σが0超であればよい。
 ここで、ハメットの置換基定数σ値について説明する。ハメット則はベンゼン誘導体の反応または平衡に及ぼす置換基の影響を定量的に論ずるために、1935年にL.P.Hammettにより提唱された経験則であるが、これは今日広く妥当性が認められている。ハメット則に求められた置換基定数にはσ 値とσ 値があり、これらの値は多くの一般的な成書に見出すことができ、例えば、J.A.Dean編、「Lange’s and book of Chemistry」第12版、1979年(McGraw-Hill)や「化学の領域」増刊、122号、96~103頁、1979年(南光堂)に詳しく記載される。なお、本発明において置換基をハメットの置換基定数σにより限定したり、説明したりするが、これは上記の成書で見出せる文献既知の値がある置換基にのみ限定されるという意味ではなく、その値が文献未知であってもハメット則に基づいて測定した場合にその範囲内に包まれるであろう置換基をも含むものである。
 RとR、RとR、隣接しあうRとR13、隣接しあうR13とR、RとR、RとR、RとR、RとR、隣接しあうRとR13、隣接しあうR13とR10、R10とR11、及び、R11とR12は、それぞれ互いに結合して環を形成してもよい。
 式(S)で表される化合物としては、WO2018-186389における式(1)で表される化合物、及び、WO2018-186397における式(1)で表される化合物も使用でき、これらの内容は本明細書に組み込まれる。
・式(T)で表される化合物
 式(T)を以下に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000028
 式(T)中、Ar及びArは、それぞれ独立に、置換基を有してもよいアリーレン基又は置換基を有してもよいヘテロアリーレン基を表す。
 Ar、Ar、Ar、及び、Arは、それぞれ独立に、置換基を有してもよいアリール基又は置換基を有してもよいヘテロアリール基を表す。
 4つ存在するRは、それぞれ独立に、水素原子又は置換基(好ましくはシアノ基)を表す。
・式(U)で表される化合物
 式(U)を以下に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000029
 式(U)中、L及びLは、それぞれ独立に、置換基を有してもよいメチン基を表す。
 nは、0~2の整数を表す。
 Arは、置換基を有してもよいアリーレン基、又は、置換基を有してもよいヘテロアリーレン基を表す。
 Ar及びArは、それぞれ独立に、置換基を有してもよいアリール基、置換基を有してもよいアルキル基、又は、置換基を有してもよいヘテロアリール基を表す。
 ArとAr、ArとAr、ArとAr(好ましくは、Arにおけるアリーレン基又はヘテロアリーレン基における置換基とArにおけるアリール基又はヘテロアリール基における置換基、Arにおけるアリール基又はヘテロアリール基における置換基とArにおけるアリール基又はヘテロアリール基における置換基、及び、Arにおけるアリーレン基又はヘテロアリーレン基における置換基とArにおけるアリール基又はヘテロアリール基における置換基)は、それぞれ、互いに結合して環を形成してもよい。
 Lは、式(U2)で表される基と結合する、置換基を有してもよいメチン基、又は、式(U3)で表される基を表す。
 式(U2)中、Zは、Lと結合する炭素原子と上記炭素原子に隣接するカルボニル基を含む環であって、置換基を有してもよい5員環、置換基を有してもよい6員環、又は、5員環及び6員環の少なくともいずれかを含む置換基を有してもよい縮合環を表す。このような環としては、通常メロシアニン色素で酸性核として用いられるものが好ましい。
 *は、Lで表される、置換基を有してもよいメチン基との結合位置を表す。
 式(U3)中、Xは、ヘテロ原子を表す。
 Zは、Xを含む環であって、置換基を有してもよい5員環、置換基を有してもよい6員環、置換基を有してもよい7員環、又は、5員環及び6員環及び7員環の少なくともいずれかを含む置換基を有してもよい縮合環を表す。
 L~Lは、それぞれ独立に、置換基を有してもよいメチン基を表す。
 L及び/又はLが複数存在する場合、複数存在するL及び/又はLはそれぞれ同一でも異なっていてもよい。
 R及びRは、それぞれ独立に、水素原子又は置換基を表す。RとRは、互いに結合して環を形成してもよい。
 kは、0~2の整数を表す。
 *は、L又はArに結合する結合位置を表す。
 式(U)で表される化合物としては、特開2015-118977号公報における一般式(1)で表される化合物も使用でき、これらの内容は本明細書に組み込まれる。
・式(V)で表される化合物
 式(V)を以下に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000030
 式(V)中、R~Rは、それぞれ独立に、水素原子又は置換基を表す。RとR、RとRとは、それぞれ、互いに結合して環を形成してもよい。RとRとの少なくとも一方は水素原子以外であることが好ましい。
 中でも、Rは、置換基が好ましく、置換基を有してもよいアリール基、置換基を有してもよいヘテロアリール基、ハロゲン原子、シアノ基、又は、-COORがより好ましい。Rは、置換基を有していてもよいアルキル基、置換基を有していてもよいアリール基、又は、置換基を有していてもよいヘテロアリール基を表す。
 Xは、酸素原子、硫黄原子、又は、セレン原子を表す。
 Yは、窒素原子又は-CR=を表す。Rは、水素原子又は置換基を表す。
 Zは、酸素原子、硫黄原子、=NRZ1、又は、=CRZ2Z3を表す。RZ1は水素原子又は置換基を表す。RZ2及びRZ3は、それぞれ独立に、シアノ基、又は、-COORZ4を表す。RZ4は、置換基を有していてもよいアルキル基、置換基を有していてもよいアリール基、又は、置換基を有していてもよいヘテロアリール基を表す。
・式(W)で表される化合物
 式(W)を以下に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000031
 式(W)中、R~Rは、それぞれ独立に、水素原子又は置換基を表す。中でも、R、R、R、及び、Rは、それぞれ独立に、置換基を有してもよいアリール基又は置換基を有してもよいヘテロアリール基が好ましい。
 Xは、窒素原子又は-CR13-を表す。R13は、水素原子又は置換基(好ましくは、置換基を有してもよいアルキル基、置換基を有してもよいアリール基、又は、置換基を有してもよいヘテロアリール基)を表す。
 Mは、ホウ素、ベリリウム、マグネシウム、クロム、鉄、ニッケル、銅、亜鉛、及び、白金からなる群から選ばれる1種の原子を表す。
 L1は、Mに結合可能な基(ハロゲン原子等)を表す。mは、Mで表される原子の原子価を表す。
 RとR、RとR、隣接しあうRとR13、隣接しあうR13とR、RとR、及び、RとRは、それぞれ互いに結合して環を形成してもよい。
 式(W)で表される化合物としては、WO2017/018351における一般式(1)で表される化合物も使用でき、これらの内容は本明細書に組み込まれる。
 第二の化合物の分子量は特に制限されないが、300~1200が好ましい。分子量が1200以下であれば、蒸着温度が高くならず、化合物の分解が起こりにくい。分子量が300以上であれば、蒸着膜のガラス転移点が低くならず、光電変換素子の耐熱性が向上する。
 第二の化合物の極大吸収波長は、波長450~550nmであり、波長460nm以上530nm未満が好ましく、波長470nm以上520nm未満がより好ましい。
 第二の化合物の極大吸収波長における吸収係数は、8×10cm-1以上が好ましく、1×10cm-1以上がより好ましく、2×10cm-1以上がさらに好ましい。上記吸光係数の上限に特に制限はなく、例えば、1×10cm-1以下である。
 第二の化合物は、後述のn型半導体材料とのエネルギー準位のマッチングの点で、単独膜でのイオン化ポテンシャルが5.0~6.2eVである化合物であることが好ましく、5.2~6.1eVである化合物であることがより好ましく、5.4~6.0eVである化合物であることがさらに好ましい。
 光電変換膜全体に対する第二の化合物の含有量(=(第二の化合物の単層換算での膜厚/光電変換膜全体の膜厚)×100)は5~70体積%が好ましく、10~50体積%がより好ましく、15~40体積%が更に好ましい。
 光電変換膜全体における、第一の化合物の含有量に対する第二の化合物の含有量の比(第二の化合物の単層換算での膜厚/第一の化合物の単層換算での膜厚)は、10/90~90/10が好ましく、30/70~70/30がより好ましく、40/60~60/40が更に好ましい。
<n型半導体材料>
 光電変換膜は、第一の化合物及び第二の化合物以外の他の成分として、n型半導体材料を含むことが好ましい。n型半導体材料は、アクセプター性有機半導体材料(化合物)であり、電子を受容しやすい性質がある有機化合物をいう。
 更に詳しくは、n型半導体材料は、上述の第一の化合物及び第二の化合物よりも電子輸送性に優れる有機化合物をいう。また、n型半導体材料は、上述の第一の化合物及び第二の化合物のどちらに対しても電子親和力が大きいことが好ましい。
 本明細書において、化合物の電子輸送性(電子キャリア移動度)は、例えば、Time-of-Flight法(飛程時間法、TOF法)、又は、電界効果トランジスタ素子を用いて評価できる。
 n型半導体材料の電子キャリア移動度は、10-4cm/V・s以上であることが好ましく、10-3cm/V・s以上であることがより好ましく、10-2cm/V・s以上であることが更に好ましい。上記電子キャリア移動度の上限は特に制限されないが、光照射していない状態で微量の電流が流れることを抑制する点から、例えば、10cm/V・s以下が好ましい。
 本明細書において、電子親和力の値としてGaussian‘09(Gaussian社製ソフトウェア)を用いてB3LYP/6-31G(d)の計算により求められるLUMOの値の反数の値(マイナス1を掛けた値)を用いる。
 n型半導体材料の電子親和力は、3.0~5.0eVが好ましい。
 n型半導体材料は、例えば、フラーレン及びその誘導体からなる群より選択されるフラーレン類、縮合芳香族炭素環化合物(例えば、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、及び、フルオランテン誘導体);窒素原子、酸素原子、及び、硫黄原子の少なくとも1つを有する5~7員環のヘテロ環化合物(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、及び、チアゾール等);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;1,4,5,8-ナフタレンテトラカルボン酸無水物;1,4,5,8-ナフタレンテトラカルボン酸無水物イミド誘導体、オキサジアゾール誘導体;アントラキノジメタン誘導体;ジフェニルキノン誘導体;バソクプロイン、バソフェナントロリン、及びこれらの誘導体;トリアゾール化合物;ジスチリルアリーレン誘導体;含窒素ヘテロ環化合物を配位子として有する金属錯体;シロール化合物;ならびに、特開2006-100767号公報の段落[0056]~[0057]に記載の化合物が挙げられる。
 中でも、n型半導体材料は、フラーレン及びその誘導体からなる群より選択されるフラーレン類を含むことが好ましい。
 フラーレンは、例えば、フラーレンC60、フラーレンC70、フラーレンC76、フラーレンC78、フラーレンC80、フラーレンC82、フラーレンC84、フラーレンC90、フラーレンC96、フラーレンC240、フラーレンC540、及び、ミックスドフラーレンが挙げられる。
 フラーレン誘導体は、例えば、上記フラーレンに置換基が付加した化合物が挙げられる。置換基は、アルキル基、アリール基、又は、複素環基が好ましい。フラーレン誘導体は、特開2007-123707号公報に記載の化合物が好ましい。
 n型半導体材料がフラーレン類を含む場合、光電変換膜中におけるn型半導体材料の合計の含有量に対するフラーレン類の含有量(=(フラーレン類の単層換算での膜厚/全n型半導体材料の単層換算での膜厚)×100)は、15~100体積%が好ましく、35~100体積%がより好ましい。
 上段までに記載したn型半導体材料に代えて、又は、上段までに記載したn型半導体材料とともに、n型半導体材料として有機色素を使用してもよい。
 n型半導体材料として有機色素を使用することで、光電変換素子の吸収波長(極大吸収波長)を、任意の波長域にコントロールしやすい。
 上記有機色素は、例えば、シアニン色素、スチリル色素、ヘミシアニン色素、メロシアニン色素(ゼロメチンメロシアニン(シンプルメロシアニン)を含む)、ロダシアニン色素、アロポーラー色素、オキソノール色素、ヘミオキソノール色素、スクアリウム色素、クロコニウム色素、アザメチン色素、クマリン色素、アリーリデン色素、アントラキノン色素、トリフェニルメタン色素、アゾ色素、アゾメチン色素、メタロセン色素、フルオレノン色素、フルギド色素、ペリレン色素、フェナジン色素、フェノチアジン色素、キノン色素、ジフェニルメタン色素、ポリエン色素、アクリジン色素、アクリジノン色素、ジフェニルアミン色素、キノフタロン色素、フェノキサジン色素、フタロペリレン色素、ジオキサン色素、ポルフィリン色素、クロロフィル色素、フタロシアニン色素、サブフタロシアニン色素、金属錯体色素、特開2014-82483号公報の段落[0083]~[0089]に記載の化合物、特開2009-167348号公報の段落[0029]~[0033]に記載の化合物、特開2012-77064号公報の段落[0197]~[0227]に記載の化合物、WO2018-105269号公報の段落[0035]~[0038]に記載の化合物、WO2018-186389号公報の段落[0041]~[0043]に記載の化合物、WO2018-186397号公報の段落[0059]~[0062]に記載の化合物、WO2019-009249号公報の段落[0078]~[0083]に記載の化合物、WO2019-049946号公報の段落[0054]~[0056]に記載の化合物、WO2019-054327号公報の段落[0059]~[0063]に記載の化合物、及び、WO2019-098161号公報の段落[0086]~[0087]に記載の化合物が挙げられる。
 n型半導体材料が有機色素を含む場合、光電変換膜中におけるn型半導体材料の合計の含有量に対する上記有機色素の含有量(=(有機色素の単層換算での膜厚/全n型半導体材料の単層換算での膜厚)×100)は、15~100体積%が好ましく、35~100体積%がより好ましい。
 n型半導体材料の分子量は、200~1200が好ましく、200~1000がより好ましい。
 光電変換膜は、第一の化合物及び/又は第二の化合物とn型半導体材料とが混合された状態で形成されるバルクヘテロ構造を有することが好ましい。
 例えば、第一の化合物を含む層が、第一の化合物と、n型半導体材料と、が混合された状態で形成されるバルクへテロ構造を有することも好ましく、第二の化合物を含む層が、第二の化合物と、n型半導体材料と、が混合された状態で形成されるバルクへテロ構造を有することも好ましい。
 中でも、光電変換膜が、第一の化合物を含む層と第二の化合物を含む層とを有する場合、第一の化合物を含む層が上記バルクヘテロ構造を有するか、第二の化合物を有する層が上記バルクヘテロ構造を有するか、の少なくとも一方(好ましくは両方)の要件を満たすことが好ましい。
 また、光電変換膜が、第一の化合物と、第二の化合物と、n型半導体材料と、が混合された状態で形成されるバルクへテロ構造を有する混合層を有することも好ましい。
 ここでいう、バルクヘテロ構造は、光電変換膜内で、光電変換膜を構成する材料同士(例えば、第一の化合物とn型半導体材料同士、第二の化合物とn型半導体材料同士、又は、第一の化合物と第二の化合物とn型半導体材料同士)が混合、分散している層である。
 光電変換膜全体に対するn型半導体材料の含有量(=(n型半導体材料の単層換算での膜厚/光電変換膜全体の膜厚)×100)は5~70体積%が好ましく、10~50体積%がより好ましく、15~40体積%が更に好ましい。
 光電変換素子の応答性の点から、光電変換膜全体における、特定化合物(第一の化合物と第二の化合物とを総称)とn型半導体材料との合計の含有量に対する特定化合物の含有量(=特定化合物の単層換算での膜厚の合計/(特定化合物の単層換算での膜厚の合計+n型半導体材料の単層換算での膜厚)×100)は、20~80体積%が好ましく、40~80体積%がより好ましい。
 また、光電変換膜が、後述するp型半導体材料を含む場合、光電変換膜全体における、特定化合物の含有量(=特定化合物の単層換算での膜厚の合計/(特定化合物の単層換算での膜厚の合計+n型半導体材料の単層換算での膜厚+p型半導体材料の単層換算での膜厚)×100)は、15~75体積%が好ましく、25~75体積%がより好ましい。
 なお、光電変換膜は、実質的に、特定化合物と、所望に応じて含まれるn型半導体材料と、所望に応じて含まれるp型半導体材料とのみから構成されるのが好ましい。実質的とは、光電変換膜全質量に対して、特定化合物、n型半導体材料、及び、p型半導体材料の合計含有量が95質量%以上であることを意図する。
 なお、光電変換膜中に含まれるn型半導体材料は、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
<p型半導体材料>
 光電変換膜は、第一の化合物及び第二の化合物以外の他の成分として、p型半導体材料を含むことも好ましい。
 p型半導体材料とは、ドナー性有機半導体材料(化合物)であり、電子を供与しやすい性質がある有機化合物をいう。
 更に詳しくは、p型半導体材料とは、上述の第一の化合物及び第二の化合物よりも正孔輸送性に優れる有機化合物をいう。
 本明細書において、化合物の正孔輸送性(正孔キャリア移動度)は、例えば、Time-of-Flight法(飛程時間法、TOF法)、又は、電界効果トランジスタ素子を用いて評価できる。
 p型半導体材料の正孔キャリア移動度は、10-4cm/V・s以上であることが好ましく、10-3cm/V・s以上であることがより好ましく、10-2cm/V・s以上であることが更に好ましい。上記正孔キャリア移動度の上限は特に制限されないが、光照射していない状態で微量の電流が流れることを抑制する点から、例えば、10cm/V・s以下が好ましい。
 また、p型半導体材料は、上述の第一の化合物及び第二の化合物のどちらに対してもイオン化ポテンシャルが小さいことも好ましい。
 光電変換膜は、第一の化合物及び/又は第二の化合物と、p型半導体材料と、(好ましくは更に上述のn型半導体材料と)、が混合された状態で形成されるバルクヘテロ構造を有することが好ましい。
 例えば、第一の化合物を含む層が、第一の化合物と、p型半導体材料と、(好ましくは更に上述のn型半導体材料と)、が混合された状態で形成されるバルクへテロ構造を有することも好ましく、第二の化合物を含む層が、第二の化合物と、p型半導体材料と、(好ましくは更に上述のn型半導体材料と)、が混合された状態で形成されるバルクへテロ構造を有することも好ましい。
 中でも、光電変換膜が、第一の化合物を含む層と第二の化合物を含む層とを有する場合、第一の化合物を含む層が上記バルクヘテロ構造を有するか、第二の化合物を有する層が上記バルクヘテロ構造を有するか、の少なくとも一方(好ましくは両方)の要件を満たすことが好ましい。
 また、光電変換膜が、第一の化合物と、前記第二の化合物と、p型半導体材料と、(好ましくは更に上述のn型半導体材料と)、が混合された状態で形成されるバルクへテロ構造を有することも好ましい。
 ここでいう、バルクヘテロ構造は、光電変換膜内で、光電変換膜を構成する材料同士(例えば、第一の化合物とp型半導体材料同士、第二の化合物とp型半導体材料同士、第一の化合物と第二の化合物とp型半導体材料同士、第一の化合物とn型半導体材料とp型半導体材料同士、第二の化合物とn型半導体材料とp型半導体材料同士、又は、第一の化合物と第二の化合物とn型半導体材料とp型半導体材料同士)が混合、分散している層である。
 p型半導体材料としては、例えば、トリアリールアミン化合物(例えば、N,N’-ビス(3-メチルフェニル)-(1,1’-ビフェニル)-4,4’-ジアミン(TPD)、4,4’-ビス[N-(ナフチル)-N-フェニル-アミノ]ビフェニル(α-NPD)、特開2011-228614号公報の段落[0128]~[0148]に記載の化合物、特開2011-176259号公報の段落[0052]~[0063]に記載の化合物、特開2011-225544号公報の段落[0119]~[0158]に記載の化合物、特開2015-153910号公報の[0044]~[0051]に記載の化合物、及び、特開2012-94660号公報の段落[0086]~[0090]に記載の化合物等)、ピラゾリン化合物、スチリルアミン化合物、ヒドラゾン化合物、ポリシラン化合物、チオフェン化合物(例えば、チエノチオフェン誘導体、ジベンゾチオフェン誘導体、ベンゾジチオフェン誘導体、ジチエノチオフェン誘導体、[1]ベンゾチエノ[3,2-b]チオフェン(BTBT)誘導体、チエノ[3,2-f:4,5-f’]ビス[1]ベンゾチオフェン(TBBT)誘導体、特開2018-14474号の段落[0031]~[0036]に記載の化合物、WO2016-194630号の段落[0043]~[0045]に記載の化合物、WO2017-159684号の段落[0025]~[0037]、[0099]~[0109]に記載の化合物、特開2017-076766号公報の段落[0029]~[0034]に記載の化合物、WO2018-207722の段落[0015]~[0025]に記載の化合物、特開2019-54228の段落[0045]~[0053]に記載の化合物、WO2019-058995の段落[0045]~[0055]に記載の化合物、WO2019-081416の段落[0063]~[0089]に記載の化合物、特開2019-80052の段落[0033]~[0036]に記載の化合物、WO2019-054125の段落[0044]~[0054]に記載の化合物、WO2019-093188の段落[0041]~[0046]に記載の化合物、等)、シアニン化合物、オキソノール化合物、ポリアミン化合物、インドール化合物、ピロール化合物、ピラゾール化合物、ポリアリーレン化合物、縮合芳香族炭素環化合物(例えば、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、ペンタセン誘導体、ピレン誘導体、ペリレン誘導体、及び、フルオランテン誘導体)、ポルフィリン化合物、フタロシアニン化合物、トリアゾール化合物、オキサジアゾール化合物、イミダゾール化合物、ポリアリールアルカン化合物、ピラゾロン化合物、アミノ置換カルコン化合物、オキサゾール化合物、フルオレノン化合物、シラザン化合物、並びに、含窒素ヘテロ環化合物を配位子として有する金属錯体が挙げられる。
 また、p型半導体材料は、式(p1)で表される化合物、式(p2)で表される化合物、式(p3)で表される化合物、式(p4)で表される化合物、又は、式(p5)で表される化合物も好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000032
 式(p1)~(p5)中、二つ存在するRは、それぞれ独立に、水素原子、又は、置換基(アルキル基、アルコキシ基、ハロゲン原子、アルキルチオ基、(ヘテロ)アリールチオ基、アルキルアミノ基、(ヘテロ)アリールアミノ基、又は、(ヘテロ)アリール基等。これらの基は可能な場合更に置換基を有していてもよい。例えば、(ヘテロ)アリール基は、更に置換基を有してもよいアリールアリール基(つまりビアリール基。この基を構成するアリール基の少なくとも一方がヘテロアリール基でもよい)になっていてもよい)。
 また、Rとしては、WO2019-081416の式(IX)におけるRで表される基も好ましい。
 X及びYは、それぞれ独立に、-CR -、硫黄原子、酸素原子、-NR-、又は、-SiR -を表す。
 Rは、水素原子、置換基を有してもよいアルキル基(好ましくはメチル基又はトリフルオロメチル基)、置換基を有してもよいアリール基、又は、置換基を有してもよいヘテロアリール基を表す2以上存在するRは、それぞれ同一でも異なっていてもよい。
 以下に、p型半導体材料として使用し得る化合物を例示する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000033
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000034
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000035
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000036
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000037
 光電変換膜全体に対するp型半導体材料の含有量(=(p型半導体材料の単層換算での膜厚/光電変換膜全体の膜厚)×100)は5~70体積%が好ましく、10~50体積%がより好ましく、15~40体積%が更に好ましい。
 なお、光電変換膜中に含まれるp型半導体材料は、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
 本発明における光電変換膜は非発光性膜であり、有機電界発光素子(OLED:Organic Light Emitting Diode)とは異なる特徴を有する。非発光性膜とは発光量子効率が1%以下の膜を意図し、発光量子効率は0.5%以下が好ましく、0.1%以下がより好ましい。
<成膜方法>
 光電変換膜は、主に、乾式成膜法により成膜できる。乾式成膜法は、例えば、蒸着法(特に、真空蒸着法)、スパッタ法、イオンプレーティング法、及び、MBE(Molecular Beam Epitaxy)法等の物理気相成長法、並びに、プラズマ重合等のCVD(Chemical Vapor Deposition)法が挙げられる。なかでも、真空蒸着法が好ましい。真空蒸着法により光電変換膜を成膜する場合、真空度及び蒸着温度等の製造条件は常法に従って設定できる。
 光電変換膜の厚み(光電変換膜が積層型である場合は光電変換膜全体の厚み)は、10~1000nmが好ましく、50~800nmがより好ましく、50~500nmが更に好ましい。
 また、光電変換膜が積層型である場合における各層の厚みは、それぞれ独立に、5~500nmが好ましく、25~400nmがより好ましく、25~250nmが更に好ましい。
<電極>
 電極(上部電極(透明導電性膜)15と下部電極(導電性膜)11)は、導電性材料から構成される。導電性材料は、金属、合金、金属酸化物、電気伝導性化合物、及びこれらの混合物等が挙げられる。
 上部電極15から光が入射されるため、上部電極15は検知したい光に対し透明であることが好ましい。上部電極15を構成する材料は、例えば、アンチモン又はフッ素等をドープした酸化錫(ATO:Antimony Tin Oxide、FTO:Fluorine doped Tin Oxide)、酸化錫、酸化亜鉛、酸化インジウム、酸化インジウム錫(ITO:Indium Tin Oxide)、及び、酸化亜鉛インジウム(IZO:Indium zinc oxide)等の導電性金属酸化物;金、銀、クロム、及び、ニッケル等の金属薄膜;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;ならびに、ポリアニリン、ポリチオフェン、及び、ポリピロール等の有機導電性材料、等が挙げられる。なかでも、高導電性及び透明性等の点から、導電性金属酸化物が好ましい。
 通常、導電性膜をある範囲より薄くすると、急激な抵抗値の増加をもたらすが、本実施形態にかかる光電変換素子を組み込んだ固体撮像素子では、シート抵抗は、好ましくは100~10000Ω/□でよく、薄膜化できる膜厚の範囲の自由度は大きい。また、上部電極(透明導電性膜)15は厚みが薄いほど吸収する光の量は少なくなり、一般に光透過率が増す。光透過率の増加は、光電変換膜での光吸収を増大させ、光電変換能を増大させるため、好ましい。薄膜化に伴う、リーク電流の抑制、薄膜の抵抗値の増大、及び、透過率の増加を考慮すると、上部電極15の膜厚は、5~100nmが好ましく、5~20nmがより好ましい。
 下部電極11は、用途に応じて、透明性を持たせる場合と、逆に透明性を持たせず光を反射させる場合とがある。下部電極11を構成する材料は、例えば、アンチモン又はフッ素等をドープした酸化錫(ATO、FTO)、酸化錫、酸化亜鉛、酸化インジウム、酸化インジウム錫(ITO)、及び、酸化亜鉛インジウム(IZO)等の導電性金属酸化物;金、銀、クロム、ニッケル、チタン、タングステン、及び、アルミ等の金属、これらの金属の酸化物又は窒化物等の導電性化合物(一例として窒化チタン(TiN)を挙げる);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;並びに、ポリアニリン、ポリチオフェン、及び、ポリピロール、等の有機導電性材料等が挙げられる。
 電極を形成する方法は特に制限されず、電極材料に応じて適宜選択できる。具体的には、印刷方式、及び、コーティング方式等の湿式方式;真空蒸着法、スパッタ法、及び、イオンプレーティング法等の物理的方式;並びに、CVD、及び、プラズマCVD法等の化学的方式、等が挙げられる。
 電極の材料がITOの場合、電子ビーム法、スパッタ法、抵抗加熱蒸着法、化学反応法(ゾル-ゲル法等)、及び、酸化インジウムスズの分散物の塗布等の方法が挙げられる。
<電荷ブロッキング膜:電子ブロッキング膜、正孔ブロッキング膜>
 本発明の光電変換素子は、導電性膜と透明導電性膜との間に、光電変換膜の他に1種以上の中間層を有していることも好ましい。上記中間層は、電荷ブロッキング膜が挙げられる。光電変換素子がこの膜を有することにより、得られる光電変換素子の特性(光電変換効率及び応答性等)がより優れる。電荷ブロッキング膜は、電子ブロッキング膜と正孔ブロッキング膜とが挙げられる。光電変換素子は、中間層として、少なくとも電子ブロッキング膜を有することが好ましい。
 以下に、それぞれの膜について詳述する。
(電子ブロッキング膜)
 電子ブロッキング膜は、ドナー性有機半導体材料(化合物)である。
 電子ブロッキング膜は、イオン化ポテンシャルが4.8~5.8eVであることが好ましい。
 また、電子ブロッキング膜のイオン化ポテンシャルIp(B)と、第一の化合物のイオン化ポテンシャルIp(1)と、第二の化合物のイオン化ポテンシャルIp(2)とが、Ip(B)≦Ip(1)かつIp(B)≦Ip(2)の関係を満たすことが好ましい。
 電子ブロッキング膜としては、例えば、p型有機半導体を使用できる。p型有機半導体は1種単独で使用してもよく、2種以上を使用してもよい。
 p型有機半導体は、例えば、トリアリールアミン化合物(例えば、N,N’-ビス(3-メチルフェニル)-(1,1’-ビフェニル)-4,4’-ジアミン(TPD)、4,4’-ビス[N-(ナフチル)-N-フェニル-アミノ]ビフェニル(α-NPD)、特開2011-228614号公報の段落[0128]~[0148]に記載の化合物、特開2011-176259号公報の段落[0052]~[0063]に記載の化合物、特開2011-225544号公報の段落[0119]~[0158]に記載の化合物、特開2015-153910号公報の[0044]~[0051]に記載の化合物、及び、特開2012-94660号公報の段落[0086]~[0090]に記載の化合物等)、ピラゾリン化合物、スチリルアミン化合物、ヒドラゾン化合物、ポリシラン化合物、チオフェン化合物(例えば、チエノチオフェン誘導体、ジベンゾチオフェン誘導体、ベンゾジチオフェン誘導体、ジチエノチオフェン誘導体、[1]ベンゾチエノ[3,2-b]チオフェン(BTBT)誘導体、チエノ[3,2-f:4,5-f’]ビス[1]ベンゾチオフェン(TBBT)誘導体、特開2018-14474号の段落[0031]~[0036]に記載の化合物、WO2016-194630号の段落[0043]~[0045]に記載の化合物、WO2017-159684号の段落[0025]~[0037]、[0099]~[0109]に記載の化合物、特開2017-076766号公報の段落[0029]~[0034]に記載の化合物、WO2018-207722の段落[0015]~[0025]に記載の化合物、特開2019-54228の段落[0045]~[0053]に記載の化合物、WO2019-058995の段落[0045]~[0055]に記載の化合物、WO2019-081416の段落[0063]~[0089]に記載の化合物、特開2019-80052の段落[0033]~[0036]に記載の化合物、WO2019-054125の段落[0044]~[0054]に記載の化合物、WO2019-093188の段落[0041]~[0046]に記載の化合物、等)、シアニン化合物、オキソノール化合物、ポリアミン化合物、インドール化合物、ピロール化合物、ピラゾール化合物、ポリアリーレン化合物、縮合芳香族炭素環化合物(例えば、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、ペンタセン誘導体、ピレン誘導体、ペリレン誘導体、及び、フルオランテン誘導体)、ポルフィリン化合物、フタロシアニン化合物、トリアゾール化合物、オキサジアゾール化合物、イミダゾール化合物、ポリアリールアルカン化合物、ピラゾロン化合物、アミノ置換カルコン化合物、オキサゾール化合物、フルオレノン化合物、シラザン化合物、並びに、含窒素ヘテロ環化合物を配位子として有する金属錯体が挙げられる。
 p型有機半導体は、n型半導体材料よりもイオン化ポテンシャルが小さい化合物が挙げられ、この条件を満たせば、n型半導体材料として例示した有機色素も使用し得る。
 また、電子ブロッキング膜として、高分子材料も使用できる。
 高分子材料は、例えば、フェニレンビニレン、フルオレン、カルバゾール、インドール、ピレン、ピロール、ピコリン、チオフェン、アセチレン、及び、ジアセチレン等の重合体、並びに、その誘導体が挙げられる。
 なお、電子ブロッキング膜は、複数膜で構成してもよい。
 電子ブロッキング膜は、無機材料で構成されていてもよい。一般的に、無機材料は有機材料よりも誘電率が大きいため、無機材料を電子ブロッキング膜に用いた場合に、光電変換膜に電圧が多くかかるようになり、光電変換効率が高くなる。電子ブロッキング膜となりうる無機材料は、例えば、酸化カルシウム、酸化クロム、酸化クロム銅、酸化マンガン、酸化コバルト、酸化ニッケル、酸化銅、酸化ガリウム銅、酸化ストロンチウム銅、酸化ニオブ、酸化モリブデン、酸化インジウム銅、酸化インジウム銀、及び、酸化イリジウムが挙げられる。
(正孔ブロッキング膜)
 正孔ブロッキング膜は、アクセプター性有機半導体材料(化合物)であり、上述のn型半導体材料を利用できる。
 電荷ブロッキング膜の製造方法は特に制限されず、例えば、乾式成膜法及び湿式成膜法が挙げられる。乾式成膜法は、例えば、蒸着法及びスパッタ法が挙げられる。蒸着法は、物理蒸着(PVD:Physical Vapor Deposition)法及び化学蒸着(CVD)法のいずれでもよく、真空蒸着法等の物理蒸着法が好ましい。湿式成膜法は、例えば、インクジェット法、スプレー法、ノズルプリント法、スピンコート法、ディップコート法、キャスト法、ダイコート法、ロールコート法、バーコート法、及び、グラビアコート法が挙げられ、高精度パターニングの点からは、インクジェット法が好ましい。
 電荷ブロッキング膜(電子ブロッキング膜及び正孔ブロッキング膜)の厚みは、それぞれ、3~200nmが好ましく、5~100nmがより好ましく、5~30nmが更に好ましい。
<基板>
 光電変換素子は、更に基板を有してもよい。使用される基板の種類は特に制限されず、例えば、半導体基板、ガラス基板、及び、プラスチック基板が挙げられる。
 なお、基板の位置は特に制限されず、通常、基板上に導電性膜、光電変換膜、及び透明導電性膜をこの順で積層する。
<封止層>
 光電変換素子は、更に封止層を有してもよい。光電変換材料は水分子等の劣化因子の存在で顕著にその性能が劣化してしまうことがある。そこで、水分子を浸透させない緻密な金属酸化物、金属窒化物、もしくは、金属窒化酸化物等のセラミクス、又は、ダイヤモンド状炭素(DLC:Diamond-like Carbon)等の封止層で光電変換膜全体を被覆して封止することで、上記劣化を防止できる。
 なお、封止層は、特開2011-082508号公報の段落[0210]~[0215]に記載に従って、材料の選択及び製造を行ってもよい。
〔撮像素子〕
 光電変換素子の用途として、例えば、光電変換素子を有する撮像素子が挙げられる。撮像素子とは、画像の光情報を電気信号に変換する素子であり、通常、複数の光電変換素子が同一平面状でマトリクス上に配置されており、各々の光電変換素子(画素)において光信号を電気信号に変換し、その電気信号を画素ごとに逐次撮像素子外に出力できるものをいう。そのために、画素ひとつあたり、一つ以上の光電変換素子、一つ以上のトランジスタから構成される。
 撮像素子は、デジタルカメラ、及びデジタルビデオカメラ等の撮像素子、電子内視鏡、並びに、携帯電話機等の撮像モジュール等に搭載される。
 本発明の光電変換素子は、本発明の光電変換素子を有する光センサに用いることも好ましい。光センサは、上記光電変換素子単独で用いてもよいし、上記光電変換素子を直線状に配したラインセンサ、又は平面状に配した2次元センサとして用いてもよい。
 以下に実施例に基づいて本発明を更に詳細に説明する。以下の実施例に示す材料、使用量、割合、処理内容、及び、処理手順等は、本発明の趣旨を逸脱しない限り適宜変更できる。したがって、本発明の範囲は以下に示す実施例により限定的に解釈されるべきものではない。
 なお、光電変換素子の作製に使用した各化合物は、可能な場合、事前に昇華精製してから、実際の光電変換素子の作製に供した。
[化合物]
<第一の化合物>
(化合物B-1の合成)
 以下に示すスキームに従って、化合物B-1を合成した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000038
 2、3-ジクロロキノキサリン(20.0g、100mmol)、2、6-ジイソプロピルアニリン(42mL、220mmol)、及び、テトラヒドロフラン(100mL)を混合した混合液に、ヘキサメチルジシラザンナトリウム35質量%テトラヒドロフラン溶液(1.9mol/L)(237mL、450mmol)を滴下した。上記混合液を60℃で1時間撹拌した後、室温まで放冷し、上記混合液に水(200mL)を滴下した。さらに上記混合液に20質量%食塩水を100mL加え、その後、上記混合液における、有機相を抽出した。得られた有機層を硫酸マグネシウム上で乾燥後、ろ過し、得られたろ液を減圧濃縮した。減圧濃縮して得られた粗体を2-プロパノールに分散し、洗浄した。洗浄後の粗体をろ取し、ろ物を、減圧下で乾燥することで中間体(B-1-1)(33.7g、収率70%)を得た。
 p-トルエンスルホン酸一水和物(35.6g、187mmol)、無水酢酸(62mL)、及び、中間体(B-1-1)(30.0g、62.4mmol)を混合し、得られた反応溶液を、130℃で3時間撹拌した。室温まで放冷した反応溶液を、50w/v%水酸化ナトリウム水溶液(100mL)と氷(440g)とを混合したところに滴下し、得られた反応混合物を30分撹拌した。上記反応混合物へ酢酸を加えて25℃でpHが8になるように調整し、更に上記反応混合物を20分撹拌した。生じた沈殿物をろ過し、得られた粗体(ろ物)を、水、メタノールを、順に用いて洗浄した。洗浄後の粗体をジクロロメタン/メタノールを用いて再沈殿させた。再沈殿させて得られた目的物をろ取し、目的物(ろ物)を、減圧下で乾燥することで中間体(B-1-2)(26.8g、収率87%)を得た。
 (クロロメチレン)ジメチルイミニウムクロリド(15.8g、124mmol)、アセトニトリル(100mL)を混合したところへ、中間体(B-1-2)(25.0g、49.5mmol)を添加し、得られた反応溶液を60℃で2時間撹拌した。室温まで放冷した反応溶液を、1mol/L水酸化ナトリウム水溶液(375mL)と氷(250g)とを混合したところに滴下し、得られた混合物を1時間撹拌した。上記混合物中に生じた沈殿物をろ過し、得られた粗体(ろ物)を、水、メタノールを、順に用いて洗浄した。洗浄後の粗体をジクロロメタン/アセトニトリルを用いて再沈殿させた。再沈殿させて得られた目的物をろ取し、目的物(ろ物)を、減圧下で乾燥することで中間体(B-1-3)(16.4g、収率62%)を得た。
 中間体(B-1-3)(40.0g、75.1mmol)、ベンゾインダン-1、3-ジオン(19.2g、98.0mmol)、テトラヒドロフラン(375mL)、及び、ピペリジン(75mL)を混合し、得られた反応溶液を、60℃で2時間撹拌した。上記反応溶液を室温まで放冷した後、上記反応溶液にメタノール(375mL)を加え、更に上記反応溶液を30分撹拌した。上記反応溶液中に生じた沈殿物をろ過し、得られた粗体(ろ物)を、メタノールで洗浄した。洗浄後の粗体をジクロロメタン/メタノールを用いて再沈殿させた。再沈殿させて得られた目的物をろ取し、目的物(ろ物)を、減圧下で乾燥することで化合物(B-1)(47.6g、収率89%)を得た。
 得られた化合物(B-1)を、NMR(Nuclear Magnetic Resonance)で同定した結果は以下のとおりである。
 H-NMR(CDCl,400MHz)δ=1.19(18H,d),1.26(6H,d),2.60-2.81(4H,m),6.88(2H,s),7.50-7.54(4H,m),7.58-7.63(4H,m),7.73(1H,t),7.84-7.98(5H,m),8.08(2H,d).
 実施例で使用した第一の化合物を示す。
 なお、化合物B-2~B-14は、化合物B-1の合成の方法を参照に合成した。その他の化合物は、公知の方法で得た。
 なお、化合物B-1~B-14は式(1)で表される化合物に該当する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000039
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000040
 B-1~B-14の極大吸収波長は、いずれも500~620nmの範囲内であった。
<第二の化合物>
 第二の化合物として以下に示す化合物を使用した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000041
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000042
 A-1~A-15の極大吸収波長は、いずれも450~550nmの範囲内であった。
 また、A-14及びA-15の極大吸収波長は、B-1~B-14のいずれの極大吸収波長よりも小さかった。
<n型半導体材料>
 n型半導体材料として、C60(フラーレン(C60))を使用した。
 また、上段に示した、上記フラーレン(C60)は、第一の化合物及び第二の化合物よりも、電子親和力が大きい。
<p型半導体材料>
 p型半導体材料として、以下に示す化合物を使用した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000043
[光電変換素子の作製]
 以下に示す方法で、各種光電変換素子を作製した。
<光電変換素子の作製-1>
 得られた化合物を用いて、混合層である単層型の光電変換膜を有する、図1の形態の光電変換素子を作製した。ここで、光電変換素子は、下部電極11、電子ブロッキング膜16A、光電変換膜12、及び、上部電極15からなる。
 具体的には、ガラス基板上に、アモルファス性ITOをスパッタ法により成膜して、下部電極11(厚み:30nm)を形成し、更に下部電極11上に下記の化合物(EB-1)を真空加熱蒸着法により成膜して、電子ブロッキング膜16A(厚み:30nm)を形成した。
 更に、基板の温度を25℃に制御した状態で、電子ブロッキング膜16A上に第一の化合物と、第二の化合物と、n型半導体材料(フラーレン(C60))と、所望に応じてp型半導体材料と、をそれぞれ単層換算で80nmとなるように真空蒸着法により共蒸着して成膜し、240nm(p型半導体材料も使用した場合は320nm)のバルクヘテロ構造を有する光電変換膜12を形成した。
 更に、光電変換膜12上に、アモルファス性ITOをスパッタ法により成膜して、上部電極15(透明導電性膜)(厚み:10nm)を形成した。上部電極15上に、真空蒸着法により封止層としてSiO膜を形成した後、その上にALCVD(Atomic Layer Chemical Vapor Deposition)法により酸化アルミニウム(Al)層を形成し、光電変換膜が単層型である光電変換素子を作製した。
 光電変換膜の作製に使用した、第一の化合物、第二の化合物、及び、p型半導体材料の具体的な種類及び組み合わせは、後段に示す表に記載する。
 なお、比較例1-1~1-2の光電変換素子における光電変換膜では、第一の化合物又は第二の化合物を使用しておらず、第一の化合物及び第二の化合物の一方と、n型半導体材料(フラーレン(C60))と、p型半導体材料と、をそれぞれ単層換算で80nmとなるように真空蒸着法により共蒸着して成膜した。
 また、比較例1-3では、第一の化合物に代えて、下記比較用化合物(R-1)を使用し、第二の化合物に化合物(A-2)を使用した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000044
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000045
<光電変換素子の作製-2>
 得られた化合物を用いて、図2に示す積層型の光電変換膜を有する、図1に示す光電変換素子を作製した。ここで、光電変換素子は、下部電極11、電子ブロッキング膜16A、光電変換膜12、及び上部電極15からなる。
 具体的には、ガラス基板上に、アモルファス性ITOをスパッタ法により成膜して、下部電極11(厚み:30nm)を形成し、更に下部電極11上に下記の化合物(EB-2)を真空加熱蒸着法により成膜して、電子ブロッキング膜16A(厚み:30nm)を形成した。
 更に、基板の温度を25℃に制御した状態で、電子ブロッキング膜16A上に第二の化合物と、n型半導体材料(フラーレン(C60))と、所望に応じてp型半導体材料と、をそれぞれ単層換算で80nmとなるように真空蒸着法により共蒸着して成膜した。その後、さらに、第一の化合物と、n型半導体材料(フラーレン(C60)と、所望に応じてp型半導体材料と、をそれぞれ単層換算で80nmとなるように真空蒸着法により共蒸着して成膜した。これによって、160nm(p型半導体材料も使用した場合は240nm)のバルクヘテロ構造を有する第二の化合物を含む層12A、及び、160nm(p型半導体材料も使用した場合は240nm)のバルクヘテロ構造を有する第一の化合物を含む層12Bからなる、光電変換膜12を形成した。
 更に、光電変換膜12上に、アモルファス性ITOをスパッタ法により成膜して、上部電極15(透明導電性膜)(厚み:10nm)を形成した。上部電極15上に、真空蒸着法により封止層としてSiO膜を形成した後、その上にALCVD(Atomic Layer Chemical Vapor Deposition)法により酸化アルミニウム(Al)層を形成し、光電変換膜が積層型である光電変換素子を作製した。
 光電変換膜の作製に使用した、第一の化合物、第二の化合物、及び、p型半導体材料の具体的な種類及び組み合わせは、後段に示す表に記載する。
 なお、比較例2-1~2-2の光電変換素子における光電変換膜では、第二の化合物を含む層12A、及び、第一の化合物を含む層12Bの一方のみを成膜した。
 また、比較例2-3では、第一の化合物に代えて、上記比較用化合物(R-1)を使用し、第二の化合物に化合物(A-2)を使用した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000046
[試験]
<連続駆動後の外部量子効率(光電変換効率)の変化の評価>
 得られた各光電変換素子の連続駆動後の外部量子効率(光電変換効率)の評価を行った。具体的には、まず、各光電変換素子に2.0×10V/cmの電界強度となるように電圧を印加し、上部電極(透明導電性膜)側から光を照射し、IPCE(incident photon to current conversion efficiency)測定を行い、460nmと560nmでの外部量子効率(連続駆動前の外部量子効率)を抽出した。その後、各光電変換素子に2.0×10V/cmの電界強度となるように電圧を4週間印加し続け、連続駆動させた。連続駆動後の各光電変換素子に2.0×10V/cmの電界強度となるように電圧を印加し、上部電極(透明導電性膜)側から光を照射し、IPCE測定を行い、460nmと560nmでの外部量子効率(連続駆動後の外部量子効率)を抽出した。連続駆動前の外部量子効率を1とした場合の、連続駆動後の外部量子効率の相対値を求め、下記基準に照らして評価を行った。なお、比較例では第一の化合物と第二の化合物とのうちの1種類のみ用いているため、460nm又は560nmのいずかの波長で外部量子効率を測定した。外部量子効率は、オプテル製定エネルギー量子効率測定装置を用いて測定した。照射した光量は50μW/cmであった。
 なお、いずれの光電変換素子においても、連続駆動前の外部量子効率は、50%以上であった。
 また、いずれの光電変換素子においても、連続駆動後の外部量子効率の相対値が1を超えることはなかった。
A+:相対値が、0.95以上
A:相対値が、0.9以上0.95未満
B:相対値が、0.8以上0.9未満
C:相対値が、0.7以上0.8未満
D:相対値が、0.5以上0.7未満
E:相対値が、0.5未満
 なお、実用上、C以上が好ましく、A+が最も好ましい。
<連続駆動後の暗電流の変化の評価>
 上述の連続駆動後の外部量子効率(光電変換効率)の変化の評価と同様に、各光電変換素子に2.0×10V/cmの電界強度となるように電圧を4週間印加し続け、連続駆動させた。連続駆動後の各光電変換素子に2.0×10V/cmの電界強度となるように電圧を印加し、暗所での電流(暗電流)を測定した。連続駆動前の暗電流を1とした場合の、連続駆動後の暗電流の相対値を求め、下記基準に照らして評価を行った。
A:相対値が、2未満
B:相対値が、2以上4未満
C:相対値が、4以上8未満
D:相対値が、8以上10未満
E:相対値が、10以上
 なお、実用上、C以上が好ましく、Aが最も好ましい。
[結果]
 各実施例又は比較例で試験した光電変換素子の作製に用いた第一の化合物と、第二の化合物と、p型半導体材料の種類、及び、試験結果を下記表に示す。
 表1は、<光電変換素子の作製-1>で示した方法で作製した光電変換素子(つまり光電変換膜が単層型である光電変換素子)を用いた試験の結果を示す。
 表2は、<光電変換素子の作製-2>で示した方法で作製した光電変換素子(つまり光電変換膜が積層型である光電変換素子)を用いた試験の結果を示す。
 表中、「第一の化合物又は比較用化合物」欄における「式」欄は、使用した第一の化合物の特徴を示す。「(1)」の記載は、第一の化合物が式(1)で表される化合物であることを示し、「-」の記載はそれ以外の化合物であるか第一の化合物を使用していないことを示す。
 表中、「第二の化合物」欄における「式」欄は、使用した第二の化合物の特徴を示す。「(1)」の記載は、第一の化合物が式(1)で表される化合物であることを示し、「(U)」の記載は、第二の化合物が式(U)で表される化合物であることを示し、「-」の記載はそれ以外の化合物であるか第二の化合物を使用していないことを示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000047
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000048
 表に示す通り、本発明の光電変換素子は、連続駆動による外部量子効率の変化が抑制され、連続駆動による外部量子効率の変化も抑制されていることが確認された。
 また、光電変換膜が、p型半導体材料を含んでいる場合、本発明の効果がより優れることが確認された。(実施例1-10と実施例1-16との比較、実施例2-10と実施例2-16との比較等を参照)
 第一の化合物としての式(1)で表される化合物において、Aが、式(AW1)~式(AW3)で表される基のいずれかを有する環である本発明の効果がより優れることが確認された。(第一の化合物としてB-8、B-10~B-14を使用した実施例の結果等を参照)
 本発明の効果がより優れる点から、第二の化合物として、式(U)で表される化合物又は式(1)で表される化合物を使用することが好ましく、式(1)で表される化合物を使用することがより好ましいことが確認された(実施例1-1~1-15の比較、実施例2-1~2-15の比較、等を参照)
 10a,10b  光電変換素子
 11  導電性膜(下部電極)
 12  光電変換膜
 12A  第二の化合物を含む層
 12B  第一の化合物を含む層
 15  透明導電性膜(上部電極)
 16A  電子ブロッキング膜
 16B  正孔ブロッキング膜
 20a  撮像素子
 22  その他の光電変換素子

Claims (19)

  1.  導電性膜、光電変換膜、及び、透明導電性膜をこの順で有する光電変換素子であって、
     前記光電変換膜は、波長500~620nmに極大吸収波長を有し、イオン性基を有さず、かつ、式(1)で表される化合物である第一の化合物と、
     前記第一の化合物とは異なる、波長450~550nmに極大吸収波長を有する第二の化合物と、を含む、光電変換素子。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001

     式(1)中、Yは式(1-1)で表される基、又は、式(1-2)で表される基を表す。
     Aは、少なくとも2つの炭素原子を含む、置換基を有していてもよい環を表す。
     Zは、酸素原子、硫黄原子、=NRZ1、又は、=CRZ2Z3を表す。RZ1は水素原子又は置換基を表す。RZ2及びRZ3は、それぞれ独立に、シアノ基、又は、-COORZ4を表す。RZ4は、置換基を有していてもよいアルキル基、置換基を有していてもよいアリール基、又は、置換基を有していてもよいヘテロアリール基を表す。
     Rb1及びRb2は、それぞれ独立に、シアノ基、又は、-COORb3を表す。
     Rb3は、置換基を有していてもよいアルキル基、置換基を有していてもよいアリール基、又は、置換基を有していてもよいヘテロアリール基を表す。
     R及びRは、それぞれ独立に、水素原子又は置換基を表す。
     Ra1及びRa2は、それぞれ独立に、置換基を有していてもよいアリール基、-C(RL1)(RL2)(RL3)、又は、置換基を有していてもよいヘテロアリール基を表す。
     RL1~RL3は、それぞれ独立に、置換基を有していてもよいアルキル基、置換基を有していてもよいアリール基、置換基を有していてもよいヘテロアリール基、又は、水素原子を表し、RL1~RL3のうち、少なくとも2つは、それぞれ独立に、置換基を有していてもよいアルキル基、置換基を有していてもよいアリール基、又は、置換基を有していてもよいヘテロアリール基を表す。RL1~RL3で表される、置換基を有していてもよいアルキル基、置換基を有していてもよいアリール基、及び、置換基を有していてもよいヘテロアリール基は、互いに結合して環を形成していてもよい。
     Arは、置換基を有していてもよい芳香環を表す。
     *は、結合位置を表す。
  2.  前記光電変換膜が、前記第一の化合物を含む層と、前記第二の化合物を含む層と、を有する、請求項1に記載の光電変換素子。
  3.  前記第一の化合物を含む層が、前記第一の化合物と、n型半導体材料と、が混合された状態で形成されるバルクへテロ構造を有するか、
     前記第二の化合物を含む層が、前記第二の化合物と、n型半導体材料と、が混合された状態で形成されるバルクへテロ構造を有するか、の少なくとも一方の要件を満たす、請求項2に記載の光電変換素子。
  4.  前記第一の化合物を含む層が、前記第一の化合物と、n型半導体材料と、が混合された状態で形成されるバルクへテロ構造を有し、
     前記第二の化合物を含む層が、前記第二の化合物と、n型半導体材料と、が混合された状態で形成されるバルクへテロ構造を有する、請求項2又は3に記載の光電変換素子。
  5.  前記第一の化合物を含む層が、前記第一の化合物と、n型半導体材料と、p型半導体材料と、が混合された状態で形成されるバルクへテロ構造を有するか、
     前記第二の化合物を含む層が、前記第二の化合物と、n型半導体材料と、p型半導体材料と、が混合された状態で形成されるバルクへテロ構造を有するか、の少なくとも一方の要件を満たす、請求項2又は3に記載の光電変換素子。
  6.  前記第一の化合物を含む層が、前記第一の化合物と、n型半導体材料と、p型半導体材料と、が混合された状態で形成されるバルクへテロ構造を有し、
     前記第二の化合物を含む層が、前記第二の化合物と、n型半導体材料と、p型半導体材料と、が混合された状態で形成されるバルクへテロ構造を有する、請求項2~5のいずれか1項に記載の光電変換素子。
  7.  前記光電変換膜が、前記第一の化合物と、前記第二の化合物と、が混合された状態で形成される混合層を有する、請求項1に記載の光電変換素子。
  8.  前記混合層が、更に、n型半導体材料を含み、前記第一の化合物と、前記第二の化合物と、前記n型半導体材料と、が混合された状態で形成されるバルクへテロ構造を有する、請求項7に記載の光電変換素子。
  9.  前記混合層が、更に、p型半導体材料を含み、前記第一の化合物と、前記第二の化合物と、前記n型半導体材料と、前記p型半導体材料と、が混合された状態で形成されるバルクへテロ構造を有する、請求項8に記載の光電変換素子。
  10.  前記n型半導体材料が、フラーレン及びその誘導体からなる群より選択されるフラーレン類を含む、請求項3~6、8、及び、9のいずれか1項に記載の光電変換素子。
  11.  前記式(1)で表される化合物が、式(2)で表される化合物である、請求項1~10のいずれか1項に記載の光電変換素子。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002

     式(2)中、Aは、少なくとも2つの炭素原子を含む、置換基を有していてもよい環を表す。
     R及びRは、それぞれ独立に、水素原子又は置換基を表す。
     Ra1及びRa2は、それぞれ独立に、置換基を有していてもよいアリール基、-C(RL1)(RL2)(RL3)、又は、置換基を有していてもよいヘテロアリール基を表す。
     RL1~RL3は、それぞれ独立に、置換基を有していてもよいアルキル基、置換基を有していてもよいアリール基、置換基を有していてもよいヘテロアリール基、又は、水素原子を表し、RL1~RL3のうち、少なくとも2つは、それぞれ独立に、置換基を有していてもよいアルキル基、置換基を有していてもよいアリール基、又は、置換基を有していてもよいヘテロアリール基を表す。RL1~RL3で表される、置換基を有していてもよいアルキル基、置換基を有していてもよいアリール基、及び、置換基を有していてもよいヘテロアリール基は、互いに結合して環を形成していてもよい。
     X~Xは、それぞれ独立に、窒素原子又は-CRc1=を表す。
     Rc1は水素原子又は置換基を表す。
     Rc1が複数存在する場合、複数存在するRc1は、互いに結合して環を形成していてもよい。
  12.  前記式(2)中、X及びXが窒素原子を表す、請求項11に記載の光電変換素子。
  13.  前記式(1)で表される化合物が、式(3)で表される化合物である、請求項1~12のいずれか1項に記載の光電変換素子。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000003

     式(3)中、Aは、少なくとも2つの炭素原子を含む、置換基を有していてもよい環を表す。
     Eは、窒素原子又は-CR=を表す。
     Eは、窒素原子又は-CR=を表す。
     R~Rは、それぞれ独立に、水素原子又は置換基を表す。
     Ra1及びRa2は、それぞれ独立に、置換基を有していてもよいアリール基、-C(RL1)(RL2)(RL3)、又は、置換基を有していてもよいヘテロアリール基を表す。
     RL1~RL3は、それぞれ独立に、置換基を有していてもよいアルキル基、置換基を有していてもよいアリール基、置換基を有していてもよいヘテロアリール基、又は、水素原子を表し、RL1~RL3のうち、少なくとも2つは、それぞれ独立に、置換基を有していてもよいアルキル基、置換基を有していてもよいアリール基、又は、置換基を有していてもよいヘテロアリール基を表す。RL1~RL3で表される、置換基を有していてもよいアルキル基、置換基を有していてもよいアリール基、及び、置換基を有していてもよいヘテロアリール基は、互いに結合して環を形成していてもよい。
     RとR、RとR、及び、RとRは、それぞれ独立に、互いに結合して環を形成していてもよい。
  14.  前記式(1)中、Yが前記式(1-1)で表される基を表し、
     前記式(1-1)中、Aで表される環が、式(AW1)~式(AW3)で表される基のいずれかを有する環である、請求項1~13のいずれか1項に記載の光電変換素子。
      *1-NR-CO-CRZA=CRZB-*2     (AW1)
      *1-NR-N=CRY5-*2     (AW2)
      *1-CRY1=CRY2-C(=CRZCZD)-*2   (AW3)
     式(AW1)~式(AW3)中、*1は、式(1-1)中に明示される-C(=Z)-中の炭素原子との結合位置を表す。
     *2は、式(1-1)中の*が付された炭素原子との結合位置を表す。
     Rは、水素原子又は置換基を表す。
     RY1、RY2、及び、RY5は、それぞれ独立に、水素原子又は置換基を表す。
     RZA~RZDは、それぞれ独立に、水素原子又は置換基を表す。
     RY1とRY2とは互いに結合して環を形成してもよい。
  15.  前記導電性膜と前記透明導電性膜との間に、前記光電変換膜の他に1種以上の中間層を有する、請求項1~14のいずれか1項に記載の光電変換素子。
  16.  前記中間層として、少なくとも電子ブロッキング膜を有する、請求項15に記載の光電変換素子。
  17.  前記電子ブロッキング膜のイオン化ポテンシャルIp(B)と、前記第一の化合物のイオン化ポテンシャルIp(1)と、前記第二の化合物のイオン化ポテンシャルIp(2)とが、Ip(B)≦Ip(1)かつIp(B)≦Ip(2)の関係を満たす、請求項16に記載の光電変換素子。
  18.  請求項1~17のいずれか1項に記載の光電変換素子を有する、撮像素子。
  19.  請求項1~17のいずれか1項に記載の光電変換素子を有する、光センサ。
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