特許 6204724 有機光電材料、これを含む有機光電素子、及びイメージセンサー

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6204724

(24)【登録日】2017年9月8日

(45)【発行日】2017年9月27日

(54)【発明の名称】有機光電材料、これを含む有機光電素子、及びイメージセンサー

(51)【国際特許分類】

   H01L 51/42 20060101AFI20170914BHJP

   C07D 495/04 20060101ALI20170914BHJP

   C07D 495/22 20060101ALI20170914BHJP

   C07D 495/14 20060101ALI20170914BHJP

   C07F 7/10 20060101ALI20170914BHJP

   H01L 51/46 20060101ALI20170914BHJP

   H01L 31/10 20060101ALI20170914BHJP

【ＦＩ】

   H01L31/08 T

   C07D495/04 101

   C07D495/22CSP

   C07D495/14 C

   C07F7/10 V

   H01L31/04 154B

   H01L31/10 A

【請求項の数】10

【全頁数】24

(21)【出願番号】特願2013-141757(P2013-141757)

(22)【出願日】2013年7月5日

(65)【公開番号】特開2014-17484(P2014-17484A)

(43)【公開日】2014年1月30日

【審査請求日】2016年4月22日

(31)【優先権主張番号】10-2012-0073981

(32)【優先日】2012年7月6日

(33)【優先権主張国】KR

(73)【特許権者】

【識別番号】390019839

【氏名又は名称】三星電子株式会社

【氏名又は名称原語表記】Ｓａｍｓｕｎｇ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．

(74)【代理人】

【識別番号】110000051

【氏名又は名称】特許業務法人共生国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】李 光 熙

(72)【発明者】

【氏名】金 奎 植

(72)【発明者】

【氏名】朴 敬 培

(72)【発明者】

【氏名】林 東 ソク

(72)【発明者】

【氏名】林 宣 晶

(72)【発明者】

【氏名】陳 勇 完

【審査官】 濱田 聖司

(56)【参考文献】

【文献】 国際公開第２０１１／１６１２６２（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 国際公開第２０１１／１６１１７０（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２００３−７３３８２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｌ ５１／００− ５１／５６

Ｃ０７Ｄ ４９５／００−４９５／２２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

下記一般式１で表わされる化合物を含む、ことを特徴とする有機光電材料。

【化1】

式中、Ａは、４個乃至７個の環が全て縮合されているチオフェン含有縮合芳香族基であり、但し、Ａが４個の環が縮合されたチオフェン含有縮合芳香族基であるとき、４個の環は全てチオフェン基である。

【請求項2】

前記Ａは、少なくとも２つのチオフェンを含む、ことを特徴とする請求項１に記載の有機光電材料。

【請求項3】

前記Ａは、ヘテロ元素を有する環を含む、ことを特徴とする請求項１に記載の有機光電材料。

【請求項4】

前記ヘテロ元素は、窒素（Ｎ）、ケイ素（Ｓｉ）、酸素（Ｏ）、セレニウム（Ｓｅ）、又はこれらの組み合わせを含む、ことを特徴とする請求項３に記載の有機光電材料。

【請求項5】

下記一般式２乃至７で表わされる化合物のうちの少なくとも一種を含む、ことを特徴とする請求項１に記載の有機光電材料。

【化2】

【化3】

【化4】

【化5】

【化6】

【化7】

式中、Ｘ_１乃至Ｘ_５は、同一又は異なり、それぞれ独立して、ＣＲ^１Ｒ^２、ＳｉＲ^３Ｒ^４、ＮＲ^５、酸素（Ｏ）、又はセレニウム（Ｓｅ）であり、ここで、Ｒ^１乃至Ｒ^５は、同一又は異なり、それぞれ独立して、水素、置換若しくは非置換のＣ１乃至Ｃ２０のアルキル基、置換若しくは非置換のＣ６乃至Ｃ２０のアリール基、置換若しくは非置換のＣ３乃至Ｃ２０のヘテロアリール基、又はこれらの組み合わせである。

【請求項6】

緑色波長領域の光を選択的に吸収する、ことを特徴とする請求項１から５の何れかに記載の有機光電材料。

【請求項7】

５００ｎｍ乃至６００ｎｍの波長領域において最大吸収ピークを示す、ことを特徴とする請求項１乃至５の何れかに記載の有機光電材料。

【請求項8】

２．０乃至３．０ｅＶのバンドギャップを有する、ことを特徴とする請求項１乃至５の何れかに記載の有機光電材料。

【請求項9】

相対向するアノード及びカソードと、
前記アノードと前記カソードとの間に配設される活性層と、
を備え、
前記活性層は、請求項１乃至８の何れかに記載の有機光電材料を含む、ことを特徴とする有機光電素子。

【請求項10】

請求項９に記載の有機光電素子を備えることを特徴とするイメージセンサー。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、有機光電材料、これを含む有機光電素子、及びイメージセンサーに関する。

【背景技術】

【0002】

光電素子は、光電効果を用いて光を電気信号に変換する素子であり、光ダイオード及び光トランジスタなどを含み、イメージセンサー、太陽電池などに適用可能である。

【0003】

光ダイオードを備えるイメージセンサーは、その解像度要求がますます高まりつつあり、これに伴い、画素サイズが小さくなってきている。現在汎用されているシリコン光ダイオードの場合に、画素サイズが小さくなるにつれて吸収面積が狭まるので、感度の低下が起こる虞がある。これにより、シリコンに代わり得る有機光電材料への取り組みがなされている。

【0004】

有機光電材料は、吸光係数が大きく、且つ、分子構造に応じて特定の波長領域の光を選択的に吸収できるので、光ダイオード及びカラーフィルター機能を同時に具現できて感度の改善及び高集積化に有利である。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

本発明の目的は、緑色波長領域の光を選択的に吸収し、光電変換効率を改善できる有機光電材料を提供することである。
また、本発明の他の目的は、前記有機光電材料を含む有機光電素子を提供することである。
さらに、本発明のさらに他の目的は、前記有機光電素子を備えるイメージセンサーを提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明の一実施形態によれば、下記一般式１で表わされる有機光電材料を提供する。

【化1】

式中、Ａは、４個〜７個の環が縮合されているチオフェン含有芳香族基である。

【0007】

前記Ａは、少なくとも２つのチオフェンを含むことができる。
前記Ａは、ヘテロ元素を有する環を含むことができる。
前記ヘテロ元素は、窒素（Ｎ）、ケイ素（Ｓｉ）、酸素（Ｏ）、セレニウム（Ｓｅ）、又はこれらの組み合わせを含むことができる。
前記有機光電材料は、下記一般式２〜７のうちの少なくとも一つで表わされうる。

【化2】

【化3】

【化4】

【化5】

【化6】

【化7】

式中、Ｘ_１〜Ｘ_５は、同一又は異なり、それぞれ独立して、ＣＲ^１Ｒ^２、ＳｉＲ^３Ｒ^４、ＮＲ^５、酸素（Ｏ）、又はセレニウム（Ｓｅ）であり、ここで、Ｒ^１〜Ｒ^５は、同一又は異なり、それぞれ独立して、水素、置換若しくは非置換のＣ１〜Ｃ２０のアルキル基、置換若しくは非置換のＣ６〜Ｃ２０のアリール基、置換若しくは非置換のＣ３〜Ｃ２０のヘテロアリール基、又はこれらの組み合わせである。

【0008】

前記有機光電材料は、緑色波長領域の光を選択的に吸収することができる。
前記有機光電材料は、５００ｎｍ〜６００ｎｍの波長領域において最大吸収ピークを示すことができる。
前記有機光電材料は、約２．０〜約３．０ｅＶのバンドギャップを有することができる。

【0009】

本発明の他の実施形態によれば、相対向するアノード及びカソードと、前記アノードと前記カソードとの間に配設される活性層と、を備え、前記活性層は、上記の何れかに記載の有機光電材料を含む有機光電素子を提供する。

【0010】

本発明のさらに他の実施形態によれば、前記有機光電素子を備えるイメージセンサーを提供する。

【発明の効果】

【0011】

本発明によれば、約５００〜６００ｎｍの緑色波長領域の光を効果的に吸収して外部量子効率を改善するとともに、感度に優れており、しかも、高集積化可能な有機光電素子を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】本発明の一実施形態に係る有機光電素子を示す断面図である。

【図2】合成例１〜３において得られた化合物の波長による吸光係数を示すグラフである。

【図3】合成例４〜６において得られた化合物の波長による吸光係数を示すグラフである。

【図4】比較合成例１において得られた化合物の波長による吸光係数を示すグラフである。

【図5】比較合成例２において得られた化合物の波長による吸光係数を示すグラフである。

【図6】合成例４において得られた化合物の吸光特性を示すグラフである。

【図7】実施例１に係る有機光電素子の波長による外部量子効率を示すグラフである。

【図8】実施例１に係る有機光電素子の電圧による電流密度を示すグラフである。

【図9】実施例２に係る有機光電素子の波長による外部量子効率を示すグラフである。

【図10】実施例２に係る有機光電素子の電圧による電流密度を示すグラフである。

【発明を実施するための形態】

【0013】

以下、本発明の実施形態につき、本発明が属する技術分野において通常の知識を持った者が容易に実施できる程度に詳しく説明する。しかしながら、本発明は種々の異なる形態で実現可能であり、ここで説明する実施形態に限定されない。

【0014】

本明細書において、別途に断りのない限り、「置換」とは、化合物中の水素原子がハロゲン原子（Ｆ、Ｂｒ、Ｃｌ、又はＩ）、ヒドロキシ基、アルコキシ基、ニトロ基、シアノ基、アミノ基、アジド基、アミジノ基、ヒドラジノ基、ヒドラゾノ基、カルボニル基、カルバミル基、チオール基、エステル基、カルボキシル基やその塩、スルホン酸基やその塩、リン酸やその塩、Ｃ１〜Ｃ２０のアルキル基、Ｃ２〜Ｃ２０のアルケニル基、Ｃ２〜Ｃ２０のアルキニル基、Ｃ６〜Ｃ３０のアリール基、Ｃ７〜Ｃ３０のアリールアルキル基、Ｃ１〜Ｃ４のアルコキシ基、Ｃ１〜Ｃ２０のヘテロアルキル基、Ｃ３〜Ｃ２０のヘテロアリールアルキル基、Ｃ３〜Ｃ３０のシクロアルキル基、Ｃ３〜Ｃ１５のシクロアルケニル基、Ｃ６〜Ｃ１５のシクロアルキニル基、Ｃ２〜Ｃ２０のヘテロシクロアルキル基及びこれらの組み合わせから選ばれる置換基で置換されたものを意味する。

【0015】

また、本明細書において、別途に断りのない限り、「ヘテロ」とは、Ｎ、Ｏ、Ｓ及びＰから選ばれるヘテロ原子を１〜３個含有するものを意味する。

【0016】

図中、複数の層および領域を明確に表現するために、厚さを拡大して示す。明細書全般に亘って類似する部分に対しては同じ図面符号を付する。層、膜、領域、板などの部分が他の部分の「上に」あるとしたとき、これは、他の部分の「直上に」ある場合だけではなく、これらの間に他の部分がある場合も含む。逆に、ある部分が他の部分の「真上に」あるとしたときには、これらの間に他の部分がないことを意味する。

【0017】

図中、本実施形態を明確に表現するために、説明とは無関係な部分は省略した。なお、明細書全般に亘って同じ又は類似の構成要素に対しては同じ図面符号を付した。

【0018】

本発明の一実施形態によれば、下記一般式１で表わされる化合物を含む有機光電材料を提供する。

【化8】

式中、Ａは、４個〜７個の環が縮合されているチオフェン含有芳香族基である。

【0019】

前記Ａは、少なくとも２つのチオフェンを含むことができ、前記環のうちの少なくとも一種は、ヘテロ元素を有することができる。ここで、ヘテロ元素は、窒素（Ｎ）、ケイ素（Ｓｉ）、酸素（Ｏ）、セレニウム（Ｓｅ）、又はこれらの組み合わせを含む。

【0020】

前記化合物は、コアに４個〜７個の環を有するチオフェン含有芳香族基を有することにより、緑色波長領域の光を選択的に吸収できる。特に、前記４個〜７個の環が何れも縮合された形を有することにより、化合物の構造的な変形を低減でき、これにより、吸収波長領域を分散させることなく、狭い波長領域、即ち、約５００〜６００ｎｍの波長領域における光吸収度を向上できる。

【0021】

また、前記化合物は、両末端に電子受容基であるジシアノビニル基を有することにより、ＬＵＭＯ（最低空分子軌道）レベルを上げるとともにＨＯＭＯ（最高被占分子軌道）レベルを下げてそのバンドギャップを低減できる。例えば、前記化合物のバンドギャップは、約２．０〜３．０ｅＶになる。このように前記化合物のエネルギーレベルを調節することにより、約５００〜６００ｎｍの波長領域の光を効果的に吸収でき、これにより、高い外部量子効率（ｅｘｔｅｒｎａｌ ｑｕａｎｔｕｍ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ、ＥＱＥと略）を具現して、光電変換効率を改善できる。

【0022】

前記有機光電材料は、例えば、下記一般式２〜７で表わされる化合物のうちの少なくとも一種を含む。

【化9】

【化10】

【化11】

【化12】

【化13】

【化14】

式中、Ｘ_１〜Ｘ_５は、同一又は異なり、それぞれ独立して、ＣＲ^１Ｒ^２、ＳｉＲ^３Ｒ^４、ＮＲ^５、酸素（Ｏ）、又はセレニウム（Ｓｅ）であり、ここで、Ｒ^１〜Ｒ^５は、同一又は異なり、それぞれ独立して、水素、置換若しくは非置換のＣ１〜Ｃ２０のアルキル基、置換若しくは非置換のＣ６〜Ｃ２０のアリール基、置換若しくは非置換のＣ３〜Ｃ２０のヘテロアリール基、又はこれらの組み合わせである。

【0023】

以下、図１に基づき、本発明の一実施形態に係る有機光電素子について説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る有機光電素子を示す断面図である。
図１を参照すると、本発明の一実施形態に係る有機光電素子は、相対向するアノード１０及びカソード２０と、アノード１０とカソード２０との間に配設される活性層３０と、を備える。図１には、アノード１０が活性層３０の下部に配設され、カソード２０が活性層３０の上部に配設される場合が示してあるが、これとは逆に、カソード２０が活性層３０の下部に配設され、アノード１０が活性層３０の上部に配設されてもよい。

【0024】

アノード１０及びカソード２０のうちの一方は、例えば、インジウム−スズ酸化物（ｉｎｄｉｕｍ ｔｉｎ ｏｘｉｄｅ、ＩＴＯと略）、インジウム−亜鉛酸化物（ｉｎｄｉｕｍ ｚｉｎｃ ｏｘｉｄｅ、ＩＺＯと略）、アルミニウムドープ酸化亜鉛（ａｌｕｍｉｎｕｍ ｄｏｐｅｄ ｚｉｎｃ ｏｘｉｄｅ、ＡＺＯと略）、ガリウムドープ酸化亜鉛（ｇａｌｌｉｕｍ ｄｏｐｅｄ ｚｉｎｃ ｏｘｉｄｅ、ＧＺＯと略）などの透明導電体から製作されてもよく、もう一方は、例えば、アルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）、チタン（Ｔｉ）、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、クロム（Ｃｒ）、チタン（Ｔｉ）、これらの合金、又はこれらの組み合わせなどの不透明導電体から製作されてもよい。

【0025】

活性層３０は、光電効果を用いて光を電気的な信号に変換でき、上述の有機光電材料を含む。
活性層３０は、上述の有機光電材料を含むことにより、緑色波長領域の光を選択的に吸収でき、活性層３０の吸収スペクトルは、約５００ｎｍ〜６００ｎｍの波長領域において最大吸収ピークを示すことができる。なお、活性層３０は、上述したように、約２．０ｅＶ〜３．０ｅＶの比較的に小さなバンドギャップを有することにより、前記波長領域の光を効果的に吸収できる。

【0026】

前記有機光電材料は、ｐ層、ｉ層、ｎ層、又はこれらの組み合わせを含みうる。
例えば、前記ｐ層は、アノード１０と隣り合う位置に形成され、ｎ層は、カソード１１と隣り合う位置に形成され、ｉ層は、前記ｐ層及び前記ｎ層に隣り合うように配設される。しかしながら、本発明はこれに限定されず、前記ｐ層及び前記ｎ層が形成されない場合に、前記ｉ層は、アノード１０及びカソード２０に隣り合う位置に形成されてもよい。

【0027】

上述の前記有機光電材料は、ｐ層、ｉ層、ｎ層、又はこれらの組み合わせを含みうる。ここで、ｐ層は、ｐ型物質を含む層であって、ｉ層において生成されたエクシトンから分離された正孔が伝達される層であり、ｎ層は、ｎ型物質を含む層であって、ｉ層において生成されたエクシトンから分離された電子が伝達される層であり、ｉ層は、ｐ型物質とｎ型物質とが混合されてｐｎ接合を形成する層であって、外部から光を受光してエクシトンを生成した後、生成されたエクシトンを正孔と電子に分離する層である。

【0028】

一例として、前記一般式１で表わされる化合物がｐ型物質として用いられる場合に、前記化合物よりもＬＵＭＯレベルの低い物質がｎ型物質として使用可能である。このとき、前記ｐ型物質として用いられる化合物は、前記ｐ層、前記ｉ層、又はこれらの組み合わせを含み、前記ｎ型物質は、前記ｎ層、前記ｉ層、又はこれらの組み合わせを含みうる。

【0029】

他の例として、前記一般式１で表わされる化合物がｎ型物質として用いられる場合に、前記化合物よりもＬＵＭＯレベルの高い物質がｐ型物質として使用可能である。このとき、前記ｎ型物質として用いられる化合物は、前記ｎ層、前記ｉ層、又はこれらの組み合わせを含み、前記ｐ型物質は、前記ｐ層、前記ｉ層、又はこれらの組み合わせを含みうる。

【0030】

前記ｉ層は、バルクへテロ接合（ｂｕｌｋ ｈｅｔｅｒｏｊｕｎｃｔｉｏｎ、ＢＨＪと略）、有無機ハイブリッド、又はこれらの組み合わせを含みうるが、これに限定されない。

【0031】

前記バルクへテロ接合は、前記一般式１で表わされる化合物、ポリアニリン、ポリピロール、ポリチオフェン、ポリ（ｐ−フェニレンビニレン）、ＭＥＨ−ＰＰＶ（ｐｏｌｙ［２−ｍｅｔｈｏｘｙ−５−（２’−ｅｔｈｙｌ−ｈｅｘｙｌｏｘｙ）−１，４−ｐｈｅｎｙｌｅｎｅ ｖｉｎｙｌｅｎｅ］、ＭＤＭＯ−ＰＰＶ（ｐｏｌｙ（２−ｍｅｔｈｏｘｙ−５−（３，７−ｄｉｍｅｔｈｙｌｏｃｔｙｌｏｘｙ）−１，４−ｐｈｅｎｙｌｅｎｅ−ｖｉｎｙｌｅｎｅ、ペンタセン、ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）（ＰＥＤＯＴ）、ポリ（３−アルキルチオフェン）、フタロシアニン（ｐｈｔｈａｌｏｃｙａｎｉｎｅ）、トリアリールアミン（ｔｒｉａｒｙｌａｍｉｎｅ）、ベンジジン（ｂｅｎｚｉｄｉｎｅ）、ピラゾリン（ｐｙｒａｚｏｌｉｎｅ）、スチリルアミン（ｓｔｙｒｙｌａｍｉｎｅ）、ヒドラゾン（ｈｙｄｒａｚｏｎｅ）、カルバゾール（ｃａｒｂａｚｏｌｅ）、チオフェン（ｔｈｉｏｐｈｅｎｅ）、ピロール（ｐｙｒｒｏｌｅ）、フェナントレン（ｐｈｅｎａｎｔｈｒｅｎｅ）、テトラセン（ｔｅｔｒａｃｅｎｃｅ）、ナフタレン（ｎａｐｈｔｈａｌｅｎｅ）、フラーレン（Ｃ６０、Ｃ７０、Ｃ７４、Ｃ７６、Ｃ７８、Ｃ８２、Ｃ８４、Ｃ７２０、Ｃ８６０など）、１−（３−メトキシ−カルボニル）プロピル−１−フェニル（６，６）Ｃ６１（１−（３−ｍｅｔｈｏｘｙ−ｃａｒｂｏｎｙｌ）ｐｒｏｐｙｌ−１−ｐｈｅｎｙｌ（６，６）Ｃ６１：ＰＣＢＭ）、Ｃ７１−ＰＣＢＭ、Ｃ８４−ＰＣＢＭ、ｂｉｓ−ＰＣＢＭ、ペリレン（ｐｅｒｙｌｅｎｅ）、これらの誘導体及びこれらの組み合わせから選ばれる少なくとも２つを含むことができるが、これに限定されない。前記バルクへテロ接合を形成するとき、エネルギーレベルが異なる物質を用いる場合、ＬＵＭＯレベルの相対的に低い物質がｎ型物質として用いられ、ＬＵＭＯレベルの相対的に高い物質がｐ型物質として用いられうる。

【0032】

前記有無機ハイブリッド層は、前記一般式１で表わされる化合物、ポリアニリン、ポリピロール、ポリチオフェン、ポリ（ｐ−フェニレンビニレン）、ＭＥＨ−ＰＰＶ（ｐｏｌｙ［２−ｍｅｔｈｏｘｙ−５−（２’−ｅｔｈｙｌ−ｈｅｘｙｌｏｘｙ）−１，４−ｐｈｅｎｙｌｅｎｅ ｖｉｎｙｌｅｎｅ］、ＭＤＭＯ−ＰＰＶ（ｐｏｌｙ（２−ｍｅｔｈｏｘｙ−５−（３，７−ｄｉｍｅｔｈｙｌｏｃｔｙｌｏｘｙ）−１，４−ｐｈｅｎｙｌｅｎｅ−ｖｉｎｙｌｅｎｅ）、ペンタセン、ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）（ＰＥＤＯＴ）、ポリ（３−アルキルチオフェン）、フタロシアニン（ｐｈｔｈａｌｏｃｙａｎｉｎｅ）、トリアリールアミン（ｔｒｉａｒｙｌａｍｉｎｅ）、ベンジジン（ｂｅｎｚｉｄｉｎｅ）、ピラゾリン（ｐｙｒａｚｏｌｉｎｅ）、スチリルアミン（ｓｔｙｒｙｌａｍｉｎｅ）、ヒドラゾン（ｈｙｄｒａｚｏｎｅ）、カルバゾール（ｃａｒｂａｚｏｌｅ）、チオフェン（ｔｈｉｏｐｈｅｎｅ）、ピロール（ｐｙｒｒｏｌｅ）、フェナントレン（ｐｈｅｎａｎｔｈｒｅｎｅ）、テトラセン（ｔｅｔｒａｃｅｎｃｅ）、ナフタレン（ｎａｐｈｔｈａｌｅｎｅ）、フラーレン（Ｃ６０、Ｃ７０、Ｃ７４、Ｃ７６、Ｃ７８、Ｃ８２、Ｃ８４、Ｃ７２０、Ｃ８６０など）、１−（３−メトキシ−カルボニル）プロピル−１−フェニル（６，６）Ｃ６１（１−（３−ｍｅｔｈｏｘｙ−ｃａｒｂｏｎｙｌ）ｐｒｏｐｙｌ−１−ｐｈｅｎｙｌ（６，６）Ｃ６１：ＰＣＢＭ）、Ｃ７１−ＰＣＢＭ、Ｃ８４−ＰＣＢＭ、ｂｉｓ−ＰＣＢＭ、ペリレン（ｐｅｒｙｌｅｎｅ）、これらの誘導体及びこれらの組み合わせから選ばれる一つを含む有機物、及び、ＣｄＳ、ＣｄＴｅ、ＣｄＳｅ、ＺｎＯ及びこれらの組み合わせから選ばれる一つを含む無機半導体を含むことができるが、これに限定されない。有無機ハイブリッド層を形成するとき、エネルギーレベルが異なる物質を用いる場合、ＬＵＭＯレベルの相対的に低い物質がｎ型物質として用いられ、ＬＵＭＯレベルの相対的に高い物質がｐ型物質として用いられうる。

【0033】

前記ｉ層がｐ層、ｎ層及びこれらの組み合わせとともに光活性層を形成する場合、前記ｉ層に用いられるｐ型物質としてｐ層に用いられる物質を使用でき、前記ｉ層に用いられるｎ型物質としてｎ層に用いられる物質を使用できる。しかしながら、本発明はこれに限定されず、前記ｉ層に使用されるｐ型物質は、前記ｐ層に使用される物質と異なり、前記ｉ層に用いられるｎ型物質は、前記ｎ層に用いられる物質と異なっていてもよい。

【0034】

活性層３０は、約１ｎｍ〜５００ｎｍの厚さを有することができる。前記範囲の厚さを有することにより、光を効果的に吸収し、正孔と電子を容易に分離し、分離された正孔及び電子を容易に伝達するので、光電変換効率を改善できる。前記範囲内において約５ｎｍ〜３００ｎｍの厚さを有することができ、前記範囲内において約１０ｎｍ〜２００ｎｍの厚さを有することができる。

【0035】

前記有機光電素子において、アノード１０及び／又はカソード２０側から光が入射して活性層３０が緑色波長領域の光を吸収すると、内部においてエクシトンが形成される。前記エクシトンは、活性層３０において正孔と電子とに分離され、分離された正孔はアノード１０側に移動し、分離された電子はカソード３０側に移動して有機光電素子に電流が流れる。

【0036】

このとき、活性層３０において分離された正孔と電子の移動を容易にするために、アノード１０と活性層３０との間及び／又はカソード２０と活性層３０との間に補助層（図示せず）をさらに含むことができる。

【0037】

補助層は、正孔輸送層（ｈｏｌｅ ｔｒａｎｓｐｏｒｔｉｎｇ ｌａｙｅｒ、ＨＴＬと略）、電子遮断層（ｅｌｅｃｔｒｏｎ ｂｌｏｃｋｉｎｇ ｌａｙｅｒ、ＥＢＬと略）、電子輸送層（ｅｌｅｃｔｒｏｎ ｔｒａｎｓｐｏｒｔｉｎｇ ｌａｙｅｒ、ＥＴＬと略）、正孔遮断層（ｈｏｌｅ ｂｌｏｃｋｉｎｇ ｌａｙｅｒ、ＨＢＬと略）から選ばれる少なくとも一つを含む。

【0038】

前記正孔輸送層（ＨＴＬ）は、正孔の輸送を容易にする層であり、例えば、ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）：ポリ（スチレンスルホネート）（ｐｏｌｙ（３，４−ｅｔｈｙｌｅｎｅｄｉｏｘｙｔｈｉｏｐｈｅｎｅ）：ｐｏｌｙ（ｓｔｙｒｅｎｅｓｕｌｆｏｎａｔｅ）、「ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ」と略）、ポリアリールアミン、ポリ（Ｎ−ビニルカルバゾール）（ｐｏｌｙ（Ｎ−ｖｉｎｙｌｃａｒｂａｚｏｌｅ）、ポリアニリン（ｐｏｌｙａｎｉｌｉｎｅ）、ポリピロール（ｐｏｌｙｐｙｒｒｏｌｅ）、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラキス（４−メトキシフェニル）−ベンジジン（Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−ｔｅｔｒａｋｉｓ（４−ｍｅｔｈｏｘｙｐｈｅｎｙｌ）−ｂｅｎｚｉｄｉｎｅ、ＴＰＤと略）、４−ビス［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニル−アミノ］ビフェニル（４−ｂｉｓ［Ｎ−（１−ｎａｐｈｔｈｙｌ）−Ｎ−ｐｈｅｎｙｌ−ａｍｉｎｏ］ｂｉｐｈｅｎｙｌ、「α−ＮＰＤ」と略）、ｍ−ＭＴＤＡＴＡ、４，４’，４”−トリス（Ｎ−カルバゾリル）−トリフェニルアミン（４，４’，４”−ｔｒｉｓ（Ｎ−ｃａｒｂａｚｏｌｙｌ）−ｔｒｉｐｈｅｎｙｌａｍｉｎｅ、「ＴＣＴＡ」と略）及びこれらの組み合わせから選ばれる一つを含むが、これに限定されない。

【0039】

前記電子遮断層（ＥＢＬ）は、電子の移動を阻止する層であり、例えば、ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン：ポリ（スチレンスルホネート）（ｐｏｌｙ（３，４−ｅｔｈｙｌｅｎｅｄｉｏｘｙｔｈｉｏｐｈｅｎｅ）：ｐｏｌｙ（ｓｔｙｒｅｎｅｓｕｌｆｏｎａｔｅ）、ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ）、ポリアリールアミン、ポリ（Ｎ−ビニルカルバゾール）（ｐｏｌｙ（Ｎ−ｖｉｎｙｌｃａｒｂａｚｏｌｅ）、ポリアニリン（ｐｏｌｙａｎｉｌｉｎｅ）、ポリピロール（ｐｏｌｙｐｙｒｒｏｌｅ）、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラキス（４−メトキシフェニル）−ベンジジン（Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−ｔｅｔｒａｋｉｓ（４−ｍｅｔｈｏｘｙｐｈｅｎｙｌ）−ｂｅｎｚｉｄｉｎｅ、ＴＰＤと略）、４−ビス［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニル−アミノ］ビフェニル（４−ｂｉｓ［Ｎ−（１−ｎａｐｈｔｈｙｌ）−Ｎ−ｐｈｅｎｙｌ−ａｍｉｎｏ］ｂｉｐｈｅｎｙｌ、「α−ＮＰＤ」と略）、ｍ−ＭＴＤＡＴＡ、４，４’，４”−トリス（Ｎ−カルバゾリル）−トリフェニルアミン（４，４’，４”−ｔｒｉｓ（Ｎ−ｃａｒｂａｚｏｌｙｌ）−ｔｒｉｐｈｅｎｙｌａｍｉｎｅ、「ＴＣＴＡ」と略）及びこれらの組み合わせから選ばれる一つを含むが、これに限定されない。

【0040】

前記電子輸送層（ＥＴＬ）は、電子の輸送を容易にする層であり、例えば、１，４，５，８−ナフタレン−テトラカルボキシリックジアンハイドライド（１，４，５，８−ｎａｐｈｔｈａｌｅｎｅ−ｔｅｔｒａｃａｒｂｏｘｙｌｉｃ ｄｉａｎｈｙｄｒｉｄｅ、「ＮＴＣＤＡ」と略）、バトクプロイン（ｂａｔｈｏｃｕｐｒｏｉｎｅ、ＢＣＰと略）、ＬｉＦ、Ａｌｑ_３、Ｇａｑ_３、Ｉｎｑ_３、Ｚｎｑ_２、ＺｎＢＴＺ_２、ＢｅＢｑ_２及びこれらの組み合わせから選ばれる一つを含むことができるが、これに限定されない。

【0041】

前記正孔遮断層（ＨＢＬ）は、正孔の移動を阻止する層であり、ＮＴＣＤＡ、バトクプロイン（ＢＣＰ）、ＬｉＦ、Ａｌｑ_３、Ｇａｑ_３、Ｉｎｑ_３、Ｚｎｑ_２、ＺｎＢＴＺ_２、ＢｅＢｑ_２及びこれらの組み合わせから選ばれる一つを含むことができるが、これに限定されない。

【0042】

前記有機光電素子は、例えば、太陽電池、イメージセンサー、光検出器、光センサー及び有機発光ダイオードなど種々の分野に適用されうる。特に、前記有機光電素子がイメージセンサーに適用される場合に、カラーフィルターを同時に代用することができて高集積化に非常に有利である。

【0043】

イメージセンサーは、マトリックス状に配列された複数の画素よりなる画素アレイを含み、各画素は、上述した有機光電素子を備えることができる。上述の有機光電素子は光感知素子であってもよく、光を感知し、感知された情報は伝送トランジスタに伝達されうる。

【0044】

以下、実施例を挙げて上述の本発明の実施形態について詳述する。但し、下記の実施例は、単に説明のためのものであり、本発明の範囲を制限するものではない。

【0045】

有機光電材料の準備

【0046】

合成例１

【0047】

下記一般式３Ａで表わされる化合物を準備した。

【化15】

【0048】

合成例２

【0049】

下記一般式４Ａで表わされる化合物を準備した。

【化16】

【0050】

合成例３

【0051】

下記一般式５Ａで表わされる化合物を準備した。

【化17】

【0052】

合成例４

【0053】

下記一般式６Ａで表わされる化合物を下記の方法により準備した。

【化18】

【0054】

第１のステップ。

【0055】

２，５−ジブロモテレフタレート（２，５−ｄｉｂｒｏｍｏｔｅｒｅｐｈｔｈａｌａｔｅ）（ＴＣＩ社製）３３．４ｇ（０．０８７９ｍｏｌ，１ｅｑ）及びＫ_２ＣＯ_３を４９ｇ（０．３５１７ｍｏｌ，４ｅｑ）、トルエン５００ｍｌに溶かした。次いで、前記混合物を脱気した後、ＰｄＣｌ_２（ｄｐｐｆ）．ＤＣＭ（アルドリッチ社製）７．２ｇ（０．００８８ｍｏｌ，０．１ｅｑ）を添加した。次いで、前記反応物を６０℃において２時間加熱した。次いで、前記反応物にチオフェン−２−ボロン酸（ｔｈｉｏｐｈｅｎｅ−２−ｂｏｒｏｎｉｃ ａｃｉｄ）４５ｇ（０．３５１７ｍｏｌ，４ｅｑ）を添加し、１１０℃において１６時間加熱した。２，５−ジブロモテレフタレートが反応物に残っているときに、チオフェン−２−ボロン酸２３ｇ（２ｅｑ）をさらに添加した後、４０時間後にさらに１２ｇ（１ｅｑ）を添加した。前記反応混合物を８時間還流した後、室温まで冷却し、Ｈ_２Ｏの５００ｍｌを添加した。反応混合物をメチレンクロライド（ｍｅｔｈｙｌｅｎｅ ｃｈｌｏｒｉｄｅ、ＭＣと略）５００ｍｌで抽出し、ＭｇＳＯ_４を用いて乾燥した後にろ過した。次いで、カラムクロマトグラフィ（ここで溶離液は、ヘキサンとエチルアセテートとの混合物）を用いて不純物を除去して、黄色固体である下記化合物Ａを２０．４ｇ得た。このとき、歩留まりは、６０％であった。

【化19】

【0056】

第２のステップ。

【0057】

前記化合物Ａを２０ｇ（０．０５１７ｍｏｌ，１．０ｅｑ）、エチルアルコール２００ｍｌに入れ、ここに３．７５Ｎ ＮａＯＨ１９０ｍｌ（０．７０３８ｍｏｌ，１４ｅｑ）を添加し、１５時間還流した。前記反応物を室温まで冷却し、回転蒸発器を用いて前記エチルアルコールを除去した。次いで、残渣を氷浴中で冷却し、６Ｎ ＨＣｌの１５０ｍｌを添加した後、１時間攪拌した。次いで、前記反応物をろ過し、水で洗浄してねばねばした固体を得た。次いで、前記ねばねばした固体をエーテル４００ｍｌとＴＨＦ１００ｍｌの混合溶媒に溶かし、ＭｇＳＯ_４を用いて乾燥した。次いで、ろ過して黄色固体である下記化合物Ｂを２０．４ｇ、得た。このとき、歩留まりは、９３％であった。

【化20】

【0058】

第３のステップ。

【0059】

前記化合物Ｂを１６ｇ（０．０４８４ｍｏｌ，１ｅｑ）、メチレンクロライド８００ｍｌに溶かし、ここにオキサリルクロライド１７ｍｌ（０．１９３７ｍｏｌ，４ｅｑ）を添加した。次いで、前記反応物を氷浴中で冷却した。次いで、前記反応物にＤＭＦ７．５ｍｌ（０．０９６９ｍｏｌ，２ｅｑ）を４５分かけて点滴した。次いで、前記反応物を室温まで昇温した後、２２時間攪拌した。反応が完了した後、回転蒸発器を用いて溶媒を除去した後、得られた黄色固体残渣をメチレンクロライド（ＭＣ）４００ｍｌに溶かした（溶液Ｃ）。

【0060】

次いで、ＡｌＣｌ_３３２ｇ（０．２４２０ｍｏｌ，５ｅｑ）をメチレンクロライド８００ｍｌに溶かした後、０℃まで冷却して黄色懸濁液を得た。前記黄色懸濁液に前記溶液Ｃ４００ｍｌを添加して茶色懸濁液を得た。前記茶色懸濁液を室温下で２４時間攪拌した後、６Ｎ ＨＣｌの１Ｌを含むアイスに注いで青色懸濁液を得た。前記青色懸濁液を１０分間攪拌した後、１Ｌのアイスをさらに供給した後、ろ過して青色固体を得た。前記青色固体を２Ｎ ＨＣｌの５００ｍｌ、Ｈ_２Ｏの５００ｍｌ及びアセトン５００ｍｌで洗浄した後、空気中において乾燥して青色固体である下記化合物Ｄを１４ｇ、得た。このとき、歩留まりは、９８％であった。

【化21】

【0061】

第４のステップ。

【0062】

前記化合物Ｄを１３ｇ（０．０４４２ｍｏｌ，１．０ｅｑ）、エチレングリコール５００ｍｌに溶かした後、氷浴中で冷却して青色懸濁液を得た。次いで、前記青色懸濁液にＫＯＨの４９．６ｇ（０．８８３３ｍｏｌ，２０ｅｑ）を添加し、３０分間攪拌した。次いで、室温まで昇温した後、ヒドラジン４１ｍｌ（０．８８３３ｍｏｌ，２０ｅｑ）を添加し、３０分間攪拌して青色混合物を得た。次いで、前記青色混合物を１４０℃において２３時間加熱した。反応が完了した後、反応混合物を室温まで冷却した後、６Ｎ ＨＣｌの２００ｍｌ（ｐＨ＝２）を含むアイスに注いだ。次いで、前記反応混合物をエーテル３００ｍｌとメチレンクロライド３００ｍｌで抽出した後、水層をろ過して固体を分離した。次いで、前記固体を乾燥、ろ過及び濃縮して茶色固体残渣を得た。前記茶色固体残渣をメタノール１００ｍｌ中で攪拌し、ろ過して淡い黄色固体である下記化合物Ｅを６ｇ（５１％）、得た。

【化22】

【0063】

第５のステップ。

【0064】

前記化合物Ｅを５．７ｇ（０．０２１４ｍｏｌ，１．０ｅｑ）、蒸留されたＴＨＦ２００ｍｌに溶かした後、前記溶液にカリウムｔ−ブトキシド（ｐｏｔａｓｓｉｕｍ ｔ−ｂｕｔｏｘｉｄｅ、「ｔ−ＢｕＯＫ」と略）１９．２ｇ（０．１７１２ｍｏｌ，８ｅｑ）を添加して青っぽい緑色懸濁液を得た。次いで、前記青っぽい緑色懸濁液を６０℃において１時間加熱した後、室温まで冷却して黒色懸濁液を得た。次いで、前記黒色懸濁液にヨードメタン（ｉｏｄｏｍｅｔｈａｎｅ）１１ｍｌ（０．１７１２ｍｏｌ，８ｅｑ）を点滴して黒色混合物を得た。次いで、前記黒色混合物を室温下で２４時間攪拌した。反応が完了した後、反応混合物を氷浴中で冷却し、ここにＮＨ_４ＯＨの３０ｍｌを添加した後、１５分間攪拌した。次いで、前記反応混合物に水５００ｍｌを添加し、エーテル３００ｍｌとメチレンクロライド３００ｍｌで抽出した。次いで、前記抽出物をＭｇＳＯ_４で乾燥した後、ろ過及び濃縮して黒色残渣を得た。次いで、前記黒色残渣をメチレンクロライド２００ｍｌに溶かした後、カラムクロマトグラフィ（ここで溶離液は、ヘキサン）でろ過して茶色がかった黄色固体である下記化合物Ｆを６ｇ、得た。このとき、歩留まりは、８６％であった。

【化23】

【0065】

第６のステップ。

【0066】

前記化合物Ｆを６ｇ（０．０１８６ｍｏｌ，１ｅｑ）、１，２−ジクロロエタン２５０ｍｌに溶かした後、ここにＰＯＣｌ_３９ｍｌ（０．０９３０ｍｏｌ，５ｅｑ）とＤＭＦ７．２ｍｌ（０．０９３０ｍｏｌ，５ｅｑ）の溶液を添加して赤燈色溶液を得た。次いで、前記赤燈色溶液を２４時間還流して燈色懸濁液を得た。次いで、前記燈色懸濁液を室温まで冷却した後、メチレンクロライド１００ｍｌを添加し、飽和ソジウムアセテート１Ｌに注ぎ、２時間攪拌した。次いで、メチレンクロライド層を分離し、水層をメチレンクロライド２００ｍｌで抽出した後、ＭｇＳＯ_４で乾燥し、ろ過及び濃縮した。次いで、カラムクロマトグラフィ（ここで溶離液は、ヘキサン）、エチルアセテート、メチレンクロライドを用いてろ過して黄燈色固体である下記化合物Ｇを６．２ｇ、得た。このとき、歩留まりは、８８％であった。

【化24】

【0067】

第７のステップ。

【0068】

マロノニトリル８．４ｇ（０．１２６８ｍｏｌ，８ｅｑ）をクロロホルム２００ｍｌに溶かした後、ここに前記化合物Ｇを６ｇ（０．０１５９ｍｏｌ，１．０ｅｑ）、添加して茶色がかった黄色溶液を得た。次いで、前記茶色がかった黄色溶液にＴＥＡを０．７ｍｌ（０．００４８ｍｏｌ，０．３ｅｑ）、点滴して栗色懸濁液を得た。次いで、前記栗色懸濁液を６４℃において１０時間還流した。反応が完了した後、反応混合物を室温まで冷却した後、ここにメチレンクロライド３００ｍｌと水５００ｍｌを添加した後、メチレンクロライド５００ｍｌで抽出し、ＭｇＳＯ_４を用いて乾燥した。次いで、カラムクロマトグラフィ（ここで溶離液は、ヘキサン）、エチルアセテートを用いてろ過して赤色固体である化合物Ｈ（一般式６Ａ）を３．２２ｇ、得た。このとき、歩留まりは、４３％であった。

【化25】

【0069】

前記化合物Ｈ（一般式６Ａ）のＮＭＲ（４００ＭＨｚ，ＤＭＳＯ−ｄ６）データは、下記の通りである。
８．６７ （ｓ， ２Ｈ）， ８．１９（ｓ， ２Ｈ）， ８．００（ｓ， ２Ｈ）， １．５３（ｓ， １２Ｈ）

【0070】

合成例５

【0071】

下記一般式６Ｂで表わされる化合物を準備した。

【化26】

【0072】

合成例６

【0073】

下記一般式７Ａで表わされる化合物を準備した。

【化27】

【0074】

比較合成例１

【0075】

下記一般式８で表わされる化合物を準備した。

【化28】

【0076】

比較合成例２

【0077】

下記一般式９で表わされる化合物を準備した。

【化29】

【0078】

評価１、有機光電材料のエネルギーレベル

【0079】

合成例１〜６において得られた化合物のＨＯＭＯレベル、ＬＵＭＯレベル及びバンドギャップをシミュレーションで評価した。
その結果を下記表１に示す。

【表1】

【0080】

表１を参照すると、合成例１〜６において得られた化合物は、約２．０〜３．０ｅＶ、中でも、約２．０〜２．７ｅＶのバンドギャップを有すると評価された。

【0081】

評価２、有機光電材料の吸光特性

【0082】

合成例１〜６において得られた化合物の吸光特性の波長依存性をシミュレーションで評価した。

【0083】

図２は、合成例１〜３において得られた化合物の吸光係数を波長の関数として示すグラフであり、図３は、合成例４〜６において得られた化合物の吸光係数を波長の関数として示すグラフであり、図４は、比較合成例１において得られた化合物の吸光係数を波長の関数として示すグラフであり、図５は、比較合成例２において得られた化合物の吸光係数を波長の関数として示すグラフである。

【0084】

図２及び図３を参照すると、合成例１〜６において得られた化合物は、約５００ｎｍ〜６００ｎｍの波長領域において最大吸光ピークを示し、これより、緑色波長領域の光を選択的に吸収できることが分かる。また、前記波長領域においてシャープなピークを示すことにより、感度及び色純度を向上できることが分かる。

【0085】

これに対し、図４を参照すると、比較合成例１において得られた化合物は、最大吸光ピークが約５００ｎｍ未満で現れ、約５００ｎｍ〜６００ｎｍの波長領域における吸光度が大きくないことが分かる。これにより、比較合成例１において得られた化合物は、合成例１〜６において得られた化合物よりも短波長領域の光を主に吸収することが分かる。

【0086】

また、図５を参照すると、比較合成例２において得られた化合物は、約３００ｎｍ〜約７００ｎｍの広い波長領域の光を吸収することが分かる。これにより、比較合成例２において得られた化合物は、緑色波長領域の光に対する選択性が低いことが分かる。

【0087】

これより、合成例１〜６において得られた化合物の方が、比較合成例１、２において得られた化合物と比較して、約５００〜６００ｎｍの緑色波長領域の光を吸収する選択性が高いことが分かる。

【0088】

評価３、薄膜の吸光特性

【0089】

合成例４において得られた化合物を用いて薄膜を形成して、吸光特性の波長依存性を評価した。
前記吸光特性は、合成例４において得られた化合物を、熱蒸着器を用いて蒸着速度１Ａ／ｓにて蒸着し、７０ｎｍの膜厚の薄膜を形成して、吸光特性の波長依存性を評価した。吸光特性は、Ｃａｒｙ ５０００ ＵＶ分光計（バリアン社製）を用いて、紫外線−可視光（ＵＶ−Ｖｉｓ）を照射して評価した。

【0090】

図６は、合成例４において得られた化合物を用いて形成された薄膜の吸光特性を示すグラフである。
図６を参照すると、合成例４において得られた化合物を用いて形成された薄膜は、約５００ｎｍ〜６００ｎｍの波長領域において最大吸光ピークを示すことを確認できた。これにより、該薄膜が緑色波長領域の光を選択的に吸収できることが分かる。

【0091】

有機光電素子の製作

【0092】

実施例１

【0093】

ガラス基板の上にＩＴＯをスパッタリングにより積層して約１２０ｎｍの厚さのアノードを形成し、その上に正孔輸送層としてのＭｏＯｘを３０ｎｍ蒸着した。その上にｐ型半導体物質としてのＮ，Ｎ’−ジメチルキナクリドン（Ｎ，Ｎ’−ｄｉｍｅｔｈｙｌ ｑｕｉｎａｃｒｉｄｏｎｅ、ＮＮＱＡと略）を熱蒸着して３５ｎｍの厚さのｐ型層を形成した。次いで、ｎ型半導体物質である前記合成例４において得られた一般式６Ａで表わされる化合物を熱蒸着して３５ｎｍの厚さのｎ型層を形成した。次いで、アルミニウム（Ａｌ）をスパッターリングにより積層して８０ｎｍの厚さのカソードを形成して有機光電素子を製作した。

【0094】

評価４

【0095】

実施例１に係る有機光電素子の外部量子効率（ＥＱＥ）の波長依存性を評価した。
外部量子効率は、ＩＰＣＥ計測システム（マックサイエンス社製、韓国）設備を用いて測定した。先ず、Ｓｉフォトダイオード（浜松社製、日本）を用いて設備のキャリブレーションを行い、実施例１に従い製造された有機光電素子を設備に取り付けた後、波長範囲３５０〜７５０ｎｍ領域における外部量子効率を測定した。

【0096】

図７は、実施例１に係る有機光電素子の、外部量子効率を波長の関数として示すグラフである。
図７を参照すると、実施例１に係る有機光電素子は、約５００〜６００ｎｍの緑色波長領域において外部量子効率（ＥＱＥ）の最大ピークを示し、具体的には、約５５０ｎｍにおいて約２７％の外部量子効率（ＥＱＥ）を示すことが分かる。

【0097】

評価５

【0098】

実施例１に係る有機光電素子に様々なバイアスを印加しながら電流密度を測定した。
図８は、実施例１に係る有機光電素子の電圧による電流密度を示すグラフである。
図８を参照すると、実施例１に係る有機光電素子は、逆電圧方向において電流の流れが抑えられるダイオード特性がよく現れていることが分かる。

【0099】

実施例２

【0100】

ガラス基板の上にＩＴＯをスパッターリングにより積層して約１２０ｎｍの厚さのアノードを形成し、その上に正孔輸送層としてのＭｏＯｘを３０ｎｍ蒸着した。その上にｐ型半導体物質としてのＮＮＱＡと合成例４において得られた前記一般式６Ａで表わされる化合物をそれぞれ２：１の組成比で共蒸着して合計９０ｎｍの厚さの活性層を形成した。次いで、アルミニウム（Ａｌ）をスパッタリングにより積層して８０ｎｍの厚さのカソードを形成して有機光電素子を製作した。

【0101】

評価６

【0102】

実施例２に係る有機光電素子の外部量子効率（ＥＱＥ）の波長依存性を評価した。
外部量子効率は、ＩＰＣＥ計測システム（マックサイエンス社製、韓国）設備を用いて測定した。先ず、Ｓｉフォトダイオード（浜松社製、日本）を用いて設備のキャリブレーションを行い、実施例２に従い製造された有機光電素子を設備に取り付けた後、波長範囲３５０〜７５０ｎｍ領域における外部量子効率を測定することができた。

【0103】

図９は、実施例２に係る有機光電素子の外部量子効率を波長の関数として示すグラフである。
図９を参照すると、実施例２に係る有機光電素子は、約５００〜６００ｎｍの緑色波長領域において外部量子効率（ＥＱＥ）の最大ピークを示し、具体的には、約５５０ｎｍにおいて約２０．６％の外部量子効率（ＥＱＥ）を示すことが分かる。

【0104】

また、実施例２に係る有機光電素子に様々な電圧を印加することにより、外部量子効率が変化することを確認できた。実施例２に係る有機光電素子は、可視光領域中の緑色を選択的に吸収して電流を発生するセンサーであり、微細な信号差を、電圧を印加して信号を増幅する機能が非常に重要である。図９を参照すると、実施例２に係る有機光電素子は、−５Ｖまで印加したときに外部量子効率グラフが変形されることなく約６５．７％の効率にて増幅されることが分かり、−３Ｖの低電圧において約５５％の効率を確認できた。

【0105】

評価７

【0106】

実施例２に係る有機光電素子に様々なバイアスを印加しながら電流密度を測定した。

【0107】

図１０は、実施例２に係る有機光電素子の電圧による電流密度を示すグラフである。
図１０を参照すると、実施例２に係る有機光電素子は、逆電圧方向において電流の流れが抑えられるダイオード特性がよく現れていることが分かる。

【0108】

以上、本発明の好適な実施例について詳述したが、本発明はこれに何ら限定されず、次の特許請求の範囲において定義している本発明の基本概念を用いた当業者の種々の変形及び改良形態もまた本発明の権利範囲に属するものである。

【符号の説明】

【0109】

１０ アノード
２０ カソード
３０ 活性層
１００ 有機光電素子

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】