(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】
(24)【登録日】2023-10-31
(45)【発行日】2023-11-09
(54)【発明の名称】ＩＲ有機光電素子及びこれを含む有機イメージセンサー
(51)【国際特許分類】
H10K 30/60 20230101AFI20231101BHJP
H01L 27/146 20060101ALI20231101BHJP
H10K 30/30 20230101ALI20231101BHJP
H10K 39/32 20230101ALI20231101BHJP
H10K 85/60 20230101ALI20231101BHJP
H10K 101/30 20230101ALN20231101BHJP
H10K 101/40 20230101ALN20231101BHJP
【ＦＩ】
H10K30/60
H01L27/146 E
H10K30/30
H10K39/32
H10K85/60
H10K101:30
H10K101:40
【請求項の数】
14
(21)【出願番号】P 2019098479
(22)【出願日】2019-05-27
(65)【公開番号】P2019208026
(43)【公開日】2019-12-05
【審査請求日】2022-05-13
(31)【優先権主張番号】10-2018-0060395
(32)【優先日】2018-05-28
(33)【優先権主張国・地域又は機関】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．
【住所又は居所原語表記】１２９，Ｓａｍｓｕｎｇ－ｒｏ，Ｙｅｏｎｇｔｏｎｇ－ｇｕ，Ｓｕｗｏｎ－ｓｉ，Ｇｙｅｏｎｇｇｉ－ｄｏ，Ｒｅｐｕｂｌｉｃ ｏｆ Ｋｏｒｅａ
(74)【代理人】
【識別番号】110000051
【氏名又は名称】弁理士法人共生国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】林 東 ソク
(72)【発明者】
【氏名】李 啓 滉
(72)【発明者】
【氏名】尹 晟 榮
(72)【発明者】
【氏名】李 光 熙
(72)【発明者】
【氏名】陳 勇 完
【審査官】佐竹 政彦
(56)【参考文献】
【文献】国際公開第２０１８／０２５５４５（ＷＯ，Ａ１）
【文献】韓国公開特許第１０－２０１５－００５１１２５（ＫＲ，Ａ）
【文献】特開２００６－０２４７９１（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１５－２０１６１９（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｈ１０Ｋ ３０／００－３９／３８
ＩＥＥＥ Ｘｐｌｏｒｅ
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
互いに対向するアノードとカソードと、前記アノードとカソードとの間に配置され、赤外線領域の光を吸収すると同時に、吸収によって発生したエキシトン（ｅｘｃｉｔｏｎ）の正孔を分離して前記アノードに伝達する「赤外線吸収及び正孔伝達複合単一層」（以下、「」省略）と、
前記カソードと前記赤外線吸収及び正孔伝達複合単一層との間に配置され、可視光線領域の光を実質的に吸収せず、かつ前記赤外線吸収及び正孔伝達複合単一層により発生した前記エキシトンの電子を分離して前記カソードに伝達する電子伝達層と、を有し、
前記赤外線吸収及び正孔伝達複合単一層は、正孔伝達物質と、
仕事関数レベルが５．６ｅＶを超える金属酸化物と、を含み、
前記正孔伝達物質は、４，４’，４”－トリス（Ｎ－（２－ナフチル）－Ｎ－フェニル－アミノ）－トリフェニルアミン）、Ｎ，Ｎ－ジフェニル－Ｎ，Ｎ－ビス（９－フェニル－９Ｈ－カルバゾール－３－イル）ビフェニル－４，４’－ジアミン）、Ｎ（ビフェニル－４－イル）９，９－ジメチル－Ｎ－（４（９－フェニル－９Ｈ－カルバゾール－３－イル）フェニル）－９Ｈ－フルオレン－２－アミン、ジ－［４－（Ｎ，Ｎ－ジ－ｐ－トリル－アミノ）－フェニル］シクロヘキサン、又は９，９－ビス［４－Ｎ，Ｎ－ビス－ビフェニル－４－イル－アミノフェニル］－９Ｈ－フルオレンであることを特徴とするＩＲ有機光電素子。
【請求項2】
前記赤外線吸収及び正孔伝達複合単一層は、正孔伝達物質と、金属酸化物と、を含み、
前記正孔伝達物質は、前記アノードの仕事関数と前記金属酸化物の仕事関数との間のＨＯＭＯレベルを有する物質であることを特徴とする請求項１に記載のＩＲ有機光電素子。
【請求項3】
前記正孔伝達物質のＨＯＭＯレベルと前記金属酸化物の仕事関数との差は、０．０１～０．８４ｅＶであることを特徴とする請求項２に記載のＩＲ有機光電素子。
【請求項4】
前記正孔伝達物質のＨＯＭＯレベルは、４．７ｅＶ超５．６ｅＶ以下であることを特徴とする請求項２に記載のＩＲ有機光電素子。
【請求項5】
前記正孔伝達物質は、２．８ｅＶ～４．０ｅＶのエネルギーバンドギャップを有して可視光を透過する物質であることを特徴とする請求項２に記載のＩＲ有機光電素子。
【請求項6】
前記金属酸化物は、モリブデン酸化物又はレニウム酸化物であることを特徴とする請求項１に記載のＩＲ有機光電素子。
【請求項7】
前記金属酸化物は、前記赤外線吸収及び正孔伝達複合単一層に対し、５０体積％以上で含まれることを特徴とする請求項２に記載のＩＲ有機光電素子。
【請求項8】
互いに対向するアノードとカソードと、前記アノードとカソードとの間に配置される可視光吸収層又はＵＶ吸収層と、
前記アノードと前記可視光吸収層又はＵＶ吸収層との間に配置される赤外線領域の光を吸収すると同時に、吸収によって発生したエキシトン（ｅｘｃｉｔｏｎ）の正孔及び前記可視光吸収層が可視光を吸収し、吸収によって発生したエキシトンの正孔を分離して前記アノードに伝達する「赤外線吸収及び正孔伝達複合単一層」（以下、「」省略）と、
前記カソードと前記可視光吸収層又はＵＶ吸収層との間に配置され、可視光線領域の光を実質的に吸収せず、かつ前記赤外線吸収及び正孔伝達複合単一層により発生した前記エキシトンの電子を分離して前記カソードに伝達する電子伝達層と、を有し、
前記赤外線吸収及び正孔伝達複合単一層は、正孔伝達物質と、
仕事関数レベルが５．６ｅＶを超える金属酸化物と、を含み、
前記正孔伝達物質は、４，４’，４”－トリス（Ｎ－（２－ナフチル）－Ｎ－フェニル－アミノ）－トリフェニルアミン）、Ｎ，Ｎ－ジフェニル－Ｎ，Ｎ－ビス（９－フェニル－９Ｈ－カルバゾール－３－イル）ビフェニル－４，４’－ジアミン）、Ｎ（ビフェニル－４－イル）９，９－ジメチル－Ｎ－（４（９－フェニル－９Ｈ－カルバゾール－３－イル）フェニル）－９Ｈ－フルオレン－２－アミン、ジ－［４－（Ｎ，Ｎ－ジ－ｐ－トリル－アミノ）－フェニル］シクロヘキサン、又は９，９－ビス［４－Ｎ，Ｎ－ビス－ビフェニル－４－イル－アミノフェニル］－９Ｈ－フルオレンであることを特徴とする有機イメージセンサー。
【請求項9】
前記正孔伝達物質は、前記アノードの仕事関数と前記金属酸化物の仕事関数との間のＨＯＭＯレベルを有する物質であることを特徴とする請求項８に記載の有機イメージセンサー。
【請求項10】
前記正孔伝達物質のＨＯＭＯレベルと前記金属酸化物の仕事関数との差は、０．０１～０．８４ｅＶであることを特徴とする請求項９に記載の有機イメージセンサー。
【請求項11】
前記正孔伝達物質のＨＯＭＯレベルは、４．７ｅＶ超５．６ｅＶ以下であることを特徴とする請求項９に記載の有機イメージセンサー。
【請求項12】
前記正孔伝達物質は、２．８ｅＶ～４．０ｅＶのエネルギーバンドギャップを有して可視光を透過する物質であることを特徴とする請求項９に記載の有機イメージセンサー。
【請求項13】
前記金属酸化物は、モリブデン酸化物又はレニウム酸化物であることを特徴とする請求項８に記載の有機イメージセンサー。
【請求項14】
前記金属酸化物は、前記赤外線吸収及び正孔伝達複合単一層に対し、５０体積％以上で含まれることを特徴とする請求項９に記載の有機イメージセンサー。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
有機光電素子及びこれを含む積層型イメージセンサーに関し、特に、素子構造が単純化され、工程が簡単なＩＲ有機光電素子及びこれを含む有機イメージセンサーに関する。
【背景技術】
【0002】
既存のシリコンフォトダイオードベースのＣＭＯＳイメージセンサーの性能をさらに改善することや、新たな応用先を拡大する需要が増加している。
特に、低照度感度向上に対する技術的改善と吸収波長変化による既存のＲＧＢカラーイメージセンシング領域を拡大するために赤外線（ＩＲ）波長吸収に対する研究が最近活発に行われている。
すなわち、ＲＧＢカラーイメージに赤外線吸収を追加して低照度状況で感度改善をさせる方案がその代表的な例である。
特に、低照度感度向上に対する技術的改善と吸収波長変化による既存のＲＧＢカラーイメージセンシング領域を拡大するために赤外線（ＩＲ）波長吸収に対する研究が最近活発に行われている。
すなわち、ＲＧＢカラーイメージに赤外線吸収を追加して低照度状況で感度改善をさせる方案がその代表的な例である。
【0003】
最近パナソニック社によって公開された論文（下記に示す非特許文献１）によれば、可視光吸収層の下に赤外線吸収層を位置させて可変電圧に応じて「ＲＧＢ＋ＩＲ」モードを同時に実現してナイトビジョン（Ｎｉｇｈｔ Ｖｉｓｏｎ）、非破壊検査（Ｎｏｎ－ｄｅｓｔｒｕｃｔｉｖｅ Ｉｎｓｐｅｃｔｉｏｎ）用センサーとして活用しようとする研究が行われている。
しかし、パナソニック社のダイオード構造の断面図を見れば、下部電極の上に下部バッファ層、赤外線吸収層、可視光吸収層、上部バッファ層が順次積層されており、その上に上部電極が形成される。
すなわち、赤外線吸収を強化するために既存のフォトダイオード構造のバッファ層／可視光吸収層のほかに赤外線吸収層をさらに含むことによって、有機物吸収層に対する積層工程が追加される。
しかし、パナソニック社のダイオード構造の断面図を見れば、下部電極の上に下部バッファ層、赤外線吸収層、可視光吸収層、上部バッファ層が順次積層されており、その上に上部電極が形成される。
すなわち、赤外線吸収を強化するために既存のフォトダイオード構造のバッファ層／可視光吸収層のほかに赤外線吸収層をさらに含むことによって、有機物吸収層に対する積層工程が追加される。
【0004】
特に、上記構造の場合、可視光吸収層と赤外線吸収層の有機分子構造及び物性差によって、低電圧（ｍｉｄｄｌｅ Ｖｏｌｔａｇｅ）では可視光のみ動作し、高電圧（ｈｉｇｈ ｖｏｌｔａｇｅ）では可視光と赤外線とが同時に駆動される二元システムでセンサーの駆動時に動作電圧依存性を示し、特に低電圧駆動が求められるモバイルイメージセンサーでの使用が制限される短所がある。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【0005】
【文献】Ｍｐｉｘｅｌ Ｏｒｇａｎｉｃ－Ｆｉｌｍ Ｓｔａｃｋｅｄ ＲＧＢ－ＩＲ Ｉｍａｇｅ Ｓｅｎｓｏｒ ｗｉｔｈ Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ Ｃｏｎｔｒｏｌｌａｂｌｅ ＩＲ Ｓｅｎｓｉｔｉｖｉｔｙ、２０１７ ＩＥＥＥ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｓｏｌｉｄ－Ｓｔａｔｅ Ｃｉｒｃｕｉｔｓ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
そこで、本発明は上記従来のシリコンフォトダイオードベースのＣＭＯＳイメージセンサーにおける問題点に鑑みてなされたものであって、本発明の目的は、上記端緒を克服し、素子構造が単純化され、工程が簡単なＩＲ有機光電素子を提供することにある。
また、本発明の他の目的は、前記有機光電素子を含む積層型ＲＧＢ－ＩＲイメージセンサー、又は、前記有機光電素子を含む積層型ＵＶ－ＩＲイメージセンサーを提供することにある。
また、本発明の他の目的は、前記有機光電素子を含む積層型ＲＧＢ－ＩＲイメージセンサー、又は、前記有機光電素子を含む積層型ＵＶ－ＩＲイメージセンサーを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0007】
上記目的を達成するためになされた本発明によるＩＲ有機光電素子は、互いに対向するアノードとカソードと、前記アノードとカソードとの間に配置され、赤外線領域の光を吸収すると同時に、吸収によって発生したエキシトン（ｅｘｃｉｔｏｎ）の正孔を分離して前記アノードに伝達する「赤外線吸収及び正孔伝達複合単一層」（以下、「」省略）と、前記カソードと前記赤外線吸収及び正孔伝達複合単一層との間に配置され、可視光線領域の光を実質的に吸収せず、かつ前記赤外線吸収及び正孔伝達複合単一層により発生した前記エキシトンの電子を分離して前記カソードに伝達する電子伝達層と、を有し、前記赤外線吸収及び正孔伝達複合単一層は、正孔伝達物質と、仕事関数レベルが５．６ｅＶを超える金属酸化物と、を含み、前記正孔伝達物質は、４，４’，４”－トリス（Ｎ－（２－ナフチル）－Ｎ－フェニル－アミノ）－トリフェニルアミン）、Ｎ，Ｎ－ジフェニル－Ｎ，Ｎ－ビス（９－フェニル－９Ｈ－カルバゾール－３－イル）ビフェニル－４，４’－ジアミン）、Ｎ（ビフェニル－４－イル）９，９－ジメチル－Ｎ－（４（９－フェニル－９Ｈ－カルバゾール－３－イル）フェニル）－９Ｈ－フルオレン－２－アミン、ジ－［４－（Ｎ，Ｎ－ジ－ｐ－トリル－アミノ）－フェニル］シクロヘキサン、又は９，９－ビス［４－Ｎ，Ｎ－ビス－ビフェニル－４－イル－アミノフェニル］－９Ｈ－フルオレンであることを特徴とする。
【0008】
上記目的を達成するためになされた本発明による有機イメージセンサーは、互いに対向するアノードとカソードと、前記アノードとカソードとの間に配置される可視光吸収層又はＵＶ吸収層と、前記アノードと前記可視光吸収層又はＵＶ吸収層との間に配置される赤外線領域の光を吸収すると同時に、吸収によって発生したエキシトン（ｅｘｃｉｔｏｎ）の正孔及び前記可視光吸収層が可視光を吸収し、吸収によって発生したエキシトンの正孔を分離して前記アノードに伝達する「赤外線吸収及び正孔伝達複合単一層」（以下、「」省略）と、前記カソードと前記可視光吸収層又はＵＶ吸収層との間に配置され、可視光線領域の光を実質的に吸収せず、かつ前記赤外線吸収及び正孔伝達複合単一層により発生した前記エキシトンの電子を分離して前記カソードに伝達する電子伝達層と、を有し、前記赤外線吸収及び正孔伝達複合単一層は、正孔伝達物質と、仕事関数レベルが５．６ｅＶを超える金属酸化物と、を含み、前記正孔伝達物質は、４，４’，４”－トリス（Ｎ－（２－ナフチル）－Ｎ－フェニル－アミノ）－トリフェニルアミン）、Ｎ，Ｎ－ジフェニル－Ｎ，Ｎ－ビス（９－フェニル－９Ｈ－カルバゾール－３－イル）ビフェニル－４，４’－ジアミン）、Ｎ（ビフェニル－４－イル）９，９－ジメチル－Ｎ－（４（９－フェニル－９Ｈ－カルバゾール－３－イル）フェニル）－９Ｈ－フルオレン－２－アミン、ジ－［４－（Ｎ，Ｎ－ジ－ｐ－トリル－アミノ）－フェニル］シクロヘキサン、又は９，９－ビス［４－Ｎ，Ｎ－ビス－ビフェニル－４－イル－アミノフェニル］－９Ｈ－フルオレンであることを特徴とする。
【発明の効果】
【0009】
本発明に係るＩＲ有機光電素子及びこれを含む有機イメージセンサーによれば、素子構造が単純化され、工程が簡単なＩＲ有機光電素子を提供できる。
また、低電圧で駆動が可能であり、低照度で感度を向上させるＲＧＢ－ＩＲイメージセンサーを提供できる。
また、低電圧で駆動が可能であり、紫外線と赤外線とを同時にセンシングできるＵＶ－ＩＲイメージセンサーを提供できる。
また、低電圧で駆動が可能であり、低照度で感度を向上させるＲＧＢ－ＩＲイメージセンサーを提供できる。
また、低電圧で駆動が可能であり、紫外線と赤外線とを同時にセンシングできるＵＶ－ＩＲイメージセンサーを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【0010】
【図1】本発明の第１の実施形態によるＩＲ有機光電素子の概略構成を示す断面図である。
【図4】本発明の第２の実施形態による（ＲＧＢ－ＩＲ）有機イメージセンサーの概略構成を示す断面図である。
【図10】本発明の第３の実施形態による（ＵＶ－ＩＲ）有機イメージセンサーの概略構成を示す断面図である。
【図11】各種試料における正孔伝達物質と金属酸化物の共蒸着薄膜の吸光係数を測定した結果を示すグラフである。
【図12】各種試料における金属酸化物薄膜の吸光係数を測定した結果を示すグラフである。
【図13】本発明の実施例１、２及び比較例１によるイメージセンサーの波長に応じた外部量子効率（ＥＱＥ）を示すグラフである。
【図14】本発明の実施例３、４及び比較例２によるイメージセンサーの波長に応じた外部量子効率（ＥＱＥ）を示すグラフである。
【図15A】本発明の実施形態による多様な有機イメージセンサーの概略構成を示す断面図である。
【図15B】本発明の実施形態による多様な有機イメージセンサーの概略構成を示す断面図である。
【図15C】本発明の実施形態による多様な有機イメージセンサーの概略構成を示す断面図である。
【図15D】本発明の実施形態による多様な有機イメージセンサーの概略構成を示す断面図である。
【図16】本発明の一実施形態による電子装置１６００の概略構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【0011】
次に、本発明に係るＩＲ有機光電素子及びこれを含む有機イメージセンサーを実施するための形態の具体例を図面を参照しながら説明する。
【0012】
以下、本技術分野における通常の知識を有する者が容易に実施できるように実施形態を詳細に説明する。
しかし、実施形態は多様な異なる形態に具現でき、ここで説明する実施形態に限定されない。
図面で複数層及び領域を明確に表現するために厚さを拡大して示した。
明細書全体にわたって類似部分に対しては同じ図面符号を付けた。
層、膜、領域、板などの部分が他の部分「上に」あるという時、これは他の部分「真上に」ある場合だけでなく、その中間にまた他の部分がある場合も含む。反対にある部分が他の部分の「真上に」あるという時には中間に他の部分がないことを意味する。
数値と関連して本明細書で「約」又は「実質的に」という用語が用いられる場合、該数値は明示されている数値を中心として±１０％の公差を含むのを意味する。
範囲が指定される場合、範囲には０．１％ずつ増分された値が含まれ得る。
しかし、実施形態は多様な異なる形態に具現でき、ここで説明する実施形態に限定されない。
図面で複数層及び領域を明確に表現するために厚さを拡大して示した。
明細書全体にわたって類似部分に対しては同じ図面符号を付けた。
層、膜、領域、板などの部分が他の部分「上に」あるという時、これは他の部分「真上に」ある場合だけでなく、その中間にまた他の部分がある場合も含む。反対にある部分が他の部分の「真上に」あるという時には中間に他の部分がないことを意味する。
数値と関連して本明細書で「約」又は「実質的に」という用語が用いられる場合、該数値は明示されている数値を中心として±１０％の公差を含むのを意味する。
範囲が指定される場合、範囲には０．１％ずつ増分された値が含まれ得る。
【0013】
本明細書において、別途の定義がない限り、「置換された」とは、化合物中の水素原子が、ハロゲン基（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、カルボキシル基又はその塩、スルホン酸基又はその塩、リン酸又はその塩、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～Ｃ２０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択された置換基で置換されたことを意味する。
【0014】
図１は、本発明の第１の実施形態によるＩＲ有機光電素子の概略構成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よるＩＲ有機光電素子１００は、互いに対向する第１電極１０と第２電極２０、及び第１電極１０と第２電極２０との間に位置する赤外線吸収及び正孔伝達複合単一層３０を含む。
赤外線吸収及び正孔伝達複合単一層３０と第２電極２０との間には電子伝達層４０を含む。
図１を参照すると、本発明の一実施形態によるＩＲ有機光電素子１００は、互いに対向する第１電極１０と第２電極２０、及び第１電極１０と第２電極２０との間に位置する赤外線吸収及び正孔伝達複合単一層３０を含む。
赤外線吸収及び正孔伝達複合単一層３０と第２電極２０との間には電子伝達層４０を含む。
【0015】
第１電極１０と第２電極２０の内のいずれか一つは、アノード（ａｎｏｄｅ）であり、他の一つはカソード（ｃａｔｈｏｄｅ）である。
第１電極１０と第２電極２０の内の少なくとも一つは、透光電極であり得、透光電極は、例えば酸化インジウムスズ（ｉｎｄｉｕｍ ｔｉｎ ｏｘｉｄｅ：ＩＴＯ）又は酸化インジウム亜鉛（ｉｎｄｉｕｍ ｚｉｎｃ ｏｘｉｄｅ：ＩＺＯ）のような透明導電体、又は薄い厚さの単一層又は複数層の金属薄膜で作られ得る。
第１電極１０と第２電極２０の内の一つが不透光電極の場合、例えば、アルミニウム（Ａｌ）のような不透明導電体で作られ得る。
第１電極１０と第２電極２０の内の少なくとも一つは、透光電極であり得、透光電極は、例えば酸化インジウムスズ（ｉｎｄｉｕｍ ｔｉｎ ｏｘｉｄｅ：ＩＴＯ）又は酸化インジウム亜鉛（ｉｎｄｉｕｍ ｚｉｎｃ ｏｘｉｄｅ：ＩＺＯ）のような透明導電体、又は薄い厚さの単一層又は複数層の金属薄膜で作られ得る。
第１電極１０と第２電極２０の内の一つが不透光電極の場合、例えば、アルミニウム（Ａｌ）のような不透明導電体で作られ得る。
【0016】
赤外線吸収及び正孔伝達複合単一層３０は、赤外線領域の光を吸収し、吸収によって発生したエキシトン（ｅｘｃｉｔｏｎ）の正孔を分離してアノード１０に伝達する役割をする。
すなわち、赤外線領域の波長を吸収すると同時に、吸収によって発生したエキシトンの正孔を分離してアノード１０に伝達する役割をする。
すなわち、赤外線吸収及び正孔伝達複合単一層３０は、赤外線吸収による低照度感知と共に、アノード１０に移動する正孔の個数を高めて有機光電素子１００の効率を上げる役割をする。
赤外線吸収及び正孔伝達複合単一層３０は、正孔伝達物質と金属酸化物を共に共蒸着して形成することで、正孔伝達機能と共に赤外線吸収能を示すようにすることができる。
すなわち、赤外線領域の波長を吸収すると同時に、吸収によって発生したエキシトンの正孔を分離してアノード１０に伝達する役割をする。
すなわち、赤外線吸収及び正孔伝達複合単一層３０は、赤外線吸収による低照度感知と共に、アノード１０に移動する正孔の個数を高めて有機光電素子１００の効率を上げる役割をする。
赤外線吸収及び正孔伝達複合単一層３０は、正孔伝達物質と金属酸化物を共に共蒸着して形成することで、正孔伝達機能と共に赤外線吸収能を示すようにすることができる。
【0017】
図２及び図３は、図１のＩＲ有機光電素子のエネルギーレベルを示す図、及びＩＲ有機光電素子の他のエネルギーレベルを示す図である。
図２に例示するように、正孔伝達物質ＨＴＬは、約２．８ｅＶ以上のエネルギーバンドギャップを有して可視光を透過できる透明性を有すると同時にアノードの仕事関数（ｗｏｒｋｆｕｎｃｔｉｏｎ）と金属酸化物の仕事関数との間のＨＯＭＯレベルを有することによって、正孔を分離及び移動させ得る正孔伝達物質であり得る。
ここで、ＨＯＭＯレベルは、真空レベル（ｖａｃｕｕｍ ｌｅｖｅｌ）を０ｅＶとする時のＨＯＭＯレベルの絶対値をいう。
正孔伝達物質のエネルギーバンドギャップは、例えば約２．８～４．０ｅＶであり得る。
正孔伝達物質のＨＯＭＯレベルと金属酸化物の仕事関数との差（Δｄ１）は、例えば約０．０１～０．８９ｅＶであり得る。
正孔伝達物質のＨＯＭＯレベルは、例えば４．７ｅＶ超５．６ｅＶ以下であり得る。
図２に例示するように、正孔伝達物質ＨＴＬは、約２．８ｅＶ以上のエネルギーバンドギャップを有して可視光を透過できる透明性を有すると同時にアノードの仕事関数（ｗｏｒｋｆｕｎｃｔｉｏｎ）と金属酸化物の仕事関数との間のＨＯＭＯレベルを有することによって、正孔を分離及び移動させ得る正孔伝達物質であり得る。
ここで、ＨＯＭＯレベルは、真空レベル（ｖａｃｕｕｍ ｌｅｖｅｌ）を０ｅＶとする時のＨＯＭＯレベルの絶対値をいう。
正孔伝達物質のエネルギーバンドギャップは、例えば約２．８～４．０ｅＶであり得る。
正孔伝達物質のＨＯＭＯレベルと金属酸化物の仕事関数との差（Δｄ１）は、例えば約０．０１～０．８９ｅＶであり得る。
正孔伝達物質のＨＯＭＯレベルは、例えば４．７ｅＶ超５．６ｅＶ以下であり得る。
【0018】
正孔伝達物質は、例えばアミン系化合物であり得、例えば４，４’，４”－トリス（Ｎ－（２－ナフチル）－Ｎ－フェニル－アミノ）－トリフェニルアミン）（４，４’，４”－Ｔｒｉｓ（Ｎ－（２－ｎａｐｈｔｈｙｌ）－Ｎ－ｐｈｅｎｙｌ－ａｍｉｎｏ）－ｔｒｉｐｈｅｎｙｌａｍｉｎｅ）、Ｎ，Ｎ－ジフェニル－Ｎ，Ｎ－ビス（９－フェニル－９Ｈ－カルバゾール－３－イル）ビフェニル－４，４’－ジアミン）（Ｎ，Ｎ－ｄｉｐｈｅｎｙｌ－Ｎ，Ｎ－ｂｉｓ（９－ｐｈｅｎｙｌ－９Ｈ－ｃａｒｂａｚｏｌ－３－ｙｌ）ｂｉｐｈｅｎｙｌ－４，４’－ｄｉａｍｉｎｅ）、Ｎ（ビフェニル－４－イル）９，９－ジメチル－Ｎ－（４（９－フェニル－９Ｈ－カルバゾール－３－イル）フェニル）－９Ｈ－フルオレン－２－アミン（Ｎ（ｄｉｐｈｅｎｙｌ－４－ｙｌ）９，９－ｄｉｍｅｔｈｙｌ－Ｎ－（４（９－ｐｈｅｎｙｌ－９Ｈ－ｃａｒｂａｚｏｌ－３－ｙｌ）ｐｈｅｎｙｌ）－９Ｈ－ｆｌｕｏｒｅｎｅ－２－ａｍｉｎｅ）、ジ－［４－（Ｎ，Ｎ－ジ－ｐ－トリル－アミノ）－フェニル］シクロヘキサン（Ｄｉ－［４－（Ｎ，Ｎ－ｄｉ－ｐ－ｔｏｌｙｌ－ａｍｉｎｏ）－ｐｈｅｎｙｌ］ｃｙｃｌｏｈｅｘａｎｅ）、９，９－ビス［４－Ｎ，Ｎ－ビス－ビフェニル－４－イル－アミノフェニル］－９Ｈ－フルオレン（９，９－Ｂｉｓ［４－Ｎ，Ｎ－ｂｉｓ－ｂｉｐｈｅｎｙｌ－４－ｙｌ－ａｍｉｎｏ）ｐｈｅｎｙｌ］－９Ｈ－ｆｌｕｏｒｅｎｅ）であり得るが、これらに限定されるものではない。
【0019】
金属酸化物は、正孔伝達物質のＨＯＭＯレベルより仕事関数が低い物質であり得、仕事関数が５．６ｅＶ超であり得る。
好ましくは仕事関数レベルが５．７ｅＶ～６．０ｅＶであり得る。
図２には仕事関数レベルが５．７ｅＶのモリブデン酸化物（ＭｏＯｘ）を含む場合のエネルギーレベルを示す図を、図３には仕事関数レベルが６．０ｅＶのレニウム酸化物（ＲｅＯｘ）を含む場合のエネルギーレベルを示す図を例示しているが、これに限定されるものではない。
図２及び図３では、説明の便宜上、ＨＴＬと金属酸化物（ＭｏＯｘ，ＲｅＯｘ）とを区分して示しているが、これらは互いに共蒸着されて形成されるので、実際はこれらのエネルギーレベルが混在して存在し得る。
好ましくは仕事関数レベルが５．７ｅＶ～６．０ｅＶであり得る。
図２には仕事関数レベルが５．７ｅＶのモリブデン酸化物（ＭｏＯｘ）を含む場合のエネルギーレベルを示す図を、図３には仕事関数レベルが６．０ｅＶのレニウム酸化物（ＲｅＯｘ）を含む場合のエネルギーレベルを示す図を例示しているが、これに限定されるものではない。
図２及び図３では、説明の便宜上、ＨＴＬと金属酸化物（ＭｏＯｘ，ＲｅＯｘ）とを区分して示しているが、これらは互いに共蒸着されて形成されるので、実際はこれらのエネルギーレベルが混在して存在し得る。
【0020】
赤外線吸収及び正孔伝達複合単一層３０に含まれた正孔伝達物質は、赤外線吸収及び正孔伝達複合単一層３０に対し、約５０体積％以下で含まれ得る。
好ましくは、上記範囲内で約０．０１体積％～２０体積％で含まれ得、より好ましくは、上記範囲内で約０．０１体積％～１０体積％で含まれ得る。
赤外線吸収及び正孔伝達複合単一層３０に含まれた金属酸化物は、赤外線吸収及び正孔伝達複合単一層３０に対し、約５０体積％以上で含まれ得る。
好ましくは、上記範囲内で約８０体積％～９９．９体積％で含まれ得、より好ましくは、上記範囲内で約９０体積％～９９．９体積％、例えば約９０体積％～９９体積％で含まれ得る。
好ましくは、上記範囲内で約０．０１体積％～２０体積％で含まれ得、より好ましくは、上記範囲内で約０．０１体積％～１０体積％で含まれ得る。
赤外線吸収及び正孔伝達複合単一層３０に含まれた金属酸化物は、赤外線吸収及び正孔伝達複合単一層３０に対し、約５０体積％以上で含まれ得る。
好ましくは、上記範囲内で約８０体積％～９９．９体積％で含まれ得、より好ましくは、上記範囲内で約９０体積％～９９．９体積％、例えば約９０体積％～９９体積％で含まれ得る。
【0021】
電子伝達層４０は、可視光線領域の光を実質的に吸収せず、かつ赤外線吸収及び正孔伝達複合単一層３０により発生したエキシトンの電子を分離してカソード２０に伝達する役割をする。
すなわち、電子伝達層４０は、カソード２０に移動する電子の個数を高めて有機光電素子１００の効率を上げる役割をする。
したがって、電子伝達層４０は、電子伝達物質で構成され得る。
電子伝達物質は、約２．８ｅＶ以上のエネルギーバンドギャップを有して光を透過できる透明性を有すると同時にカソード２０の仕事関数と可視光吸収体のＬＵＭＯレベルとの間のＬＵＭＯレベルを有する物質であり得る。
ここで、ＬＵＭＯレベルは、真空レベル（ｖａｃｕｕｍ ｌｅｖｅｌ）を０ｅＶとする時のＬＵＭＯレベルの絶対値をいう。
電子伝達物質のエネルギーバンドギャップは、例えば約２．８～４．０ｅＶであり得る。
すなわち、電子伝達層４０は、カソード２０に移動する電子の個数を高めて有機光電素子１００の効率を上げる役割をする。
したがって、電子伝達層４０は、電子伝達物質で構成され得る。
電子伝達物質は、約２．８ｅＶ以上のエネルギーバンドギャップを有して光を透過できる透明性を有すると同時にカソード２０の仕事関数と可視光吸収体のＬＵＭＯレベルとの間のＬＵＭＯレベルを有する物質であり得る。
ここで、ＬＵＭＯレベルは、真空レベル（ｖａｃｕｕｍ ｌｅｖｅｌ）を０ｅＶとする時のＬＵＭＯレベルの絶対値をいう。
電子伝達物質のエネルギーバンドギャップは、例えば約２．８～４．０ｅＶであり得る。
【0022】
図２及び図３に例示するように電子伝達層４０のＬＵＭＯレベルは、カソードの第２電極２０の仕事関数より高いＬＵＭＯレベルを有し得る。
電子伝達物質のＬＵＭＯレベルは、例えば約３．６ｅＶ超４．３ｅＶ未満であり得る。
一例として電子伝達層４０のＬＵＭＯレベルと赤外線吸収及び正孔伝達複合単一層３０のＬＵＭＯレベルとの差（Δｄ２）は、例えば約０．０１～０．８４ｅＶであり得る。
電子伝達物質は、例えばカルボン酸無水物であり得、例えば１，４，５，８－ナフタレンテトラカルボン酸二無水物（１，４，５，８－Ｎａｐｈｔｈａｌｅｎｅｔｅｔｒａｃａｒｂｏｘｙｌｉｃ ｄｉａｎｈｙｄｒｉｄｅ）であり得るが、これに限定されるものではない。
電子伝達物質のＬＵＭＯレベルは、例えば約３．６ｅＶ超４．３ｅＶ未満であり得る。
一例として電子伝達層４０のＬＵＭＯレベルと赤外線吸収及び正孔伝達複合単一層３０のＬＵＭＯレベルとの差（Δｄ２）は、例えば約０．０１～０．８４ｅＶであり得る。
電子伝達物質は、例えばカルボン酸無水物であり得、例えば１，４，５，８－ナフタレンテトラカルボン酸二無水物（１，４，５，８－Ｎａｐｈｔｈａｌｅｎｅｔｅｔｒａｃａｒｂｏｘｙｌｉｃ ｄｉａｎｈｙｄｒｉｄｅ）であり得るが、これに限定されるものではない。
【0023】
図１に例示するＩＲ有機光電素子は、デジタルカメラのイメージセンサー、携帯電話用カメラのイメージセンサー、赤外線カメラ及びＣＣＴＶのイメージセンサー、ＰＣ通信用カメラのイメージセンサー、Ｘ線検出センサーなどに適用されるが、これに限定されるものではない。
【0024】
図４は、本発明の第２の実施形態による有機積層型（ＲＧＢ－ＩＲ）イメージセンサー１０００の概略構成を示す断面図であり、図５及び図６は、有機積層型（ＲＧＢ－ＩＲ）イメージセンサーの互いに異なるエネルギーレベルをそれぞれ示す図であり、図７～図９は、有機積層型（ＲＧＢ－ＩＲ）イメージセンサーの互いに異なる斜視図をそれぞれ示す。
【0025】
図４を参照すると、有機積層型（ＲＧＢ－ＩＲ）イメージセンサー１０００は、互いに対向する第１電極１０と第２電極２０、及び第１電極１０と第２電極２０との間に位置する可視光吸収層５０を含む。
可視光吸収層５０の一面には赤外線吸収及び正孔伝達複合単一層３０を、他面には電子伝達層４０を含む。
第１電極１０と第２電極２０の内のいずれか一つは、アノード（ａｎｏｄｅ）であり、他の一つはカソード（ｃａｔｈｏｄｅ）である。
第１電極１０と第２電極２０の内の少なくとも一つは透光電極であり得、透光電極は、例えば、酸化インジウムスズ（ｉｎｄｉｕｍ ｔｉｎ ｏｘｉｄｅ：ＩＴＯ）又は酸化インジウム亜鉛（ｉｎｄｉｕｍ ｚｉｎｃ ｏｘｉｄｅ：ＩＺＯ）のような透明導電体、又は薄い厚さの単一層又は複数層の金属薄膜で作られ得る。
第１電極１０と第２電極２０の内の一つが不透光電極の場合、例えば、アルミニウム（Ａｌ）のような不透明導電体で作られ得る。
可視光吸収層５０の一面には赤外線吸収及び正孔伝達複合単一層３０を、他面には電子伝達層４０を含む。
第１電極１０と第２電極２０の内のいずれか一つは、アノード（ａｎｏｄｅ）であり、他の一つはカソード（ｃａｔｈｏｄｅ）である。
第１電極１０と第２電極２０の内の少なくとも一つは透光電極であり得、透光電極は、例えば、酸化インジウムスズ（ｉｎｄｉｕｍ ｔｉｎ ｏｘｉｄｅ：ＩＴＯ）又は酸化インジウム亜鉛（ｉｎｄｉｕｍ ｚｉｎｃ ｏｘｉｄｅ：ＩＺＯ）のような透明導電体、又は薄い厚さの単一層又は複数層の金属薄膜で作られ得る。
第１電極１０と第２電極２０の内の一つが不透光電極の場合、例えば、アルミニウム（Ａｌ）のような不透明導電体で作られ得る。
【0026】
可視光吸収層５０は、可視光線の所定波長領域の光を吸収する可視光吸収体を含む。
可視光吸収体は、ｎ型半導体又はｐ型半導体として、可視光線領域の内の緑色波長領域の光、青色波長領域の光、又は赤色波長領域の光を選択的に吸収でき、約４００ｎｍ～７００ｎｍの範囲で最大吸収波長（λｍａｘ）を有する物質であり得る。
緑色波長領域の光を吸収する場合、可視光吸収体は、下記に示す化学式１で表される化合物（Ｓｕｂｐｈｔｈａｌｏｃｙａｎｉｎｅ誘導体）であり得る。
可視光吸収体は、ｎ型半導体又はｐ型半導体として、可視光線領域の内の緑色波長領域の光、青色波長領域の光、又は赤色波長領域の光を選択的に吸収でき、約４００ｎｍ～７００ｎｍの範囲で最大吸収波長（λｍａｘ）を有する物質であり得る。
緑色波長領域の光を吸収する場合、可視光吸収体は、下記に示す化学式１で表される化合物（Ｓｕｂｐｈｔｈａｌｏｃｙａｎｉｎｅ誘導体）であり得る。
【化1】
【0027】
化学式１において、
Ｒ１～Ｒ１２はそれぞれ独立して水素、置換又は非置換されたＣ１～Ｃ３０アルキル基、置換又は非置換されたＣ６～Ｃ３０アリール基、置換又は非置換されたＣ３～Ｃ３０ヘテロアリール基、ハロゲン原子、ハロゲン含有基又はこれらの組み合わせであり、Ｘは陰イオンである。
化学式１で表される化合物は、約５００ｎｍ～６００ｎｍで最大吸収波長（ｅｍａｘ）を有する可視光吸収体であり、緑色波長領域で波長選択性が高い。
化学式１で表される化合物は、ｎ型半導体又はｐ型半導体として作用し得、ｐｎ接合を形成するための別途のｐ型半導体又はｎ型半導体なしに可視光吸収体として単独で含まれ得る。
Ｒ１～Ｒ１２はそれぞれ独立して水素、置換又は非置換されたＣ１～Ｃ３０アルキル基、置換又は非置換されたＣ６～Ｃ３０アリール基、置換又は非置換されたＣ３～Ｃ３０ヘテロアリール基、ハロゲン原子、ハロゲン含有基又はこれらの組み合わせであり、Ｘは陰イオンである。
化学式１で表される化合物は、約５００ｎｍ～６００ｎｍで最大吸収波長（ｅｍａｘ）を有する可視光吸収体であり、緑色波長領域で波長選択性が高い。
化学式１で表される化合物は、ｎ型半導体又はｐ型半導体として作用し得、ｐｎ接合を形成するための別途のｐ型半導体又はｎ型半導体なしに可視光吸収体として単独で含まれ得る。
【0028】
化学式１で表される化合物は、例えば、下記に示す化学式１ａ～１ｅで表される化合物の内の一つであり得るが、これに限定されるものではない。
【化1a】
【化1b】
【化1c】
【化1d】
【化1e】
【0029】
赤色波長領域の光を吸収する場合、可視光吸収体は、ＣｕＰｃ（Ｃｏｐｐｅｒ Ｐｈｔｈａｌｏｃｙａｎｉｎｅ）、ＺｎＰｃ（Ｚｉｎｃ Ｐｈｔｈａｌｏｃｙａｎｉｎｅ）であり得る。
青色波長領域の光を吸収する場合、可視光吸収体はＢＰ３Ｔ（Ｂｉｐｈｅｎｙｌ Ｔｒｉ－ｔｈｉｏｐｈｅｎｅ）又はＣ６０であり得る。
青色波長領域の光を吸収する場合、可視光吸収体はＢＰ３Ｔ（Ｂｉｐｈｅｎｙｌ Ｔｒｉ－ｔｈｉｏｐｈｅｎｅ）又はＣ６０であり得る。
【0030】
赤外線吸収及び正孔伝達複合単一層３０は、赤外線領域の光を吸収し、吸収によって発生したエキシトンの正孔と可視光吸収層５０が可視光を吸収し、吸収によって発生したエキシトンの正孔を分離してアノード１０に伝達する役割をする。
したがって、赤外線吸収及び正孔伝達複合単一層３０は、赤外線吸収による低照度感度の向上と共にアノード１０に移動する正孔の個数を高めて有機光電素子１００の効率を上げる役割をする。
正孔伝達物質と金属酸化物を共に共蒸着して形成した複合単一層３０は、正孔伝達機能と共に赤外線吸収能を示す。
したがって、赤外線吸収及び正孔伝達複合単一層３０は、赤外線吸収による低照度感度の向上と共にアノード１０に移動する正孔の個数を高めて有機光電素子１００の効率を上げる役割をする。
正孔伝達物質と金属酸化物を共に共蒸着して形成した複合単一層３０は、正孔伝達機能と共に赤外線吸収能を示す。
【0031】
図５に例示したように正孔伝達物質ＨＴＬは、約２．８ｅＶ以上のエネルギーバンドギャップを有して光を透過できる透明性を有すると同時に、アノード１０の仕事関数（ｗｏｒｋｆｕｎｃｔｉｏｎ）と金属酸化物の仕事関数との間のＨＯＭＯレベルを有することによって、正孔を分離及び移動させ得る正孔伝達物質であり得る。
ここで、ＨＯＭＯレベルは、真空レベル（ｖａｃｕｕｍ ｌｅｖｅｌ）を０ｅＶとする時のＨＯＭＯレベルの絶対値をいう。
正孔伝達物質のエネルギーバンドギャップは、例えば、約２．８～４．０ｅＶであり得る。
正孔伝達物質のＨＯＭＯレベルと金属酸化物の仕事関数との差（Δｄ１）は、例えば約０．０１～０．８４ｅＶであり得る。
正孔伝達物質のＨＯＭＯレベルは、例えば４．７ｅＶ超５．６ｅＶ以下であり得る。
ここで、ＨＯＭＯレベルは、真空レベル（ｖａｃｕｕｍ ｌｅｖｅｌ）を０ｅＶとする時のＨＯＭＯレベルの絶対値をいう。
正孔伝達物質のエネルギーバンドギャップは、例えば、約２．８～４．０ｅＶであり得る。
正孔伝達物質のＨＯＭＯレベルと金属酸化物の仕事関数との差（Δｄ１）は、例えば約０．０１～０．８４ｅＶであり得る。
正孔伝達物質のＨＯＭＯレベルは、例えば４．７ｅＶ超５．６ｅＶ以下であり得る。
【0032】
正孔伝達物質は、例えばアミン系化合物であり得、例えば４，４’，４”－トリス（Ｎ－（２－ナフチル）－Ｎ－フェニル－アミノ）－トリフェニルアミン）（４，４’，４”－Ｔｒｉｓ（Ｎ－（２－ｎａｐｈｔｈｙｌ）－Ｎ－ｐｈｅｎｙｌ－ａｍｉｎｏ）－ｔｒｉｐｈｅｎｙｌａｍｉｎｅ）、Ｎ，Ｎ－ジフェニル－Ｎ，Ｎ－ビス（９－フェニル－９Ｈ－カルバゾール－３－イル）ビフェニル－４，４’－ジアミン）（Ｎ，Ｎ－ｄｉｐｈｅｎｙｌ－Ｎ，Ｎ－ｂｉｓ（９－ｐｈｅｎｙｌ－９Ｈ－ｃａｒｂａｚｏｌ－３－ｙｌ）ｂｉｐｈｅｎｙｌ－４，４’－ｄｉａｍｉｎｅ）、Ｎ（ビフェニル－４－イル）９，９－ジメチル－Ｎ－（４（９－フェニル－９Ｈ－カルバゾール－３－イル）フェニル）－９Ｈ－フルオレン－２－アミン（Ｎ（ｄｉｐｈｅｎｙｌ－４－ｙｌ）９，９－ｄｉｍｅｔｈｙｌ－Ｎ－（４（９－ｐｈｅｎｙｌ－９Ｈ－ｃａｒｂａｚｏｌ－３－ｙｌ）ｐｈｅｎｙｌ）－９Ｈ－ｆｌｕｏｒｅｎｅ－２－ａｍｉｎｅ）、ジ－［４－（Ｎ，Ｎ－ジ－ｐ－トリル－アミノ）－フェニル］シクロヘキサン（Ｄｉ－［４－（Ｎ，Ｎ－ｄｉ－ｐ－ｔｏｌｙｌ－ａｍｉｎｏ）－ｐｈｅｎｙｌ］ｃｙｃｌｏｈｅｘａｎｅ）、９，９－ビス［４－Ｎ，Ｎ－ビス－ビフェニル－４－イル－アミノフェニル］－９Ｈ－フルオレン（９，９－Ｂｉｓ［４－Ｎ，Ｎ－ｂｉｓ－ｂｉｐｈｅｎｙｌ－４－ｙｌ－ａｍｉｎｏ）ｐｈｅｎｙｌ］－９Ｈ－ｆｌｕｏｒｅｎｅ）であり得るが、これに限定されるものではない。
【0033】
金属酸化物は、正孔伝達物質のＨＯＭＯレベルより仕事関数が低い物質であり得、仕事関数が５．６ｅＶ超であり得る。
好ましくは、仕事関数レベルが５．７ｅＶ～６．０ｅＶであり得る。
図５には仕事関数レベルが５．７ｅＶのモリブデン酸化物（ＭｏＯｘ）を含む場合のエネルギーレベルを示す図を、図６には仕事関数レベルが６．０ｅＶのレニウム酸化物（ＲｅＯｘ）を含む場合のエネルギーレベルを示す図を例示しているが、これに限定されるものではない。
好ましくは、仕事関数レベルが５．７ｅＶ～６．０ｅＶであり得る。
図５には仕事関数レベルが５．７ｅＶのモリブデン酸化物（ＭｏＯｘ）を含む場合のエネルギーレベルを示す図を、図６には仕事関数レベルが６．０ｅＶのレニウム酸化物（ＲｅＯｘ）を含む場合のエネルギーレベルを示す図を例示しているが、これに限定されるものではない。
【0034】
赤外線吸収及び正孔伝達複合単一層３０に含まれた正孔伝達物質は、赤外線吸収及び正孔伝達複合単一層３０に対し、約５０体積％以下で含まれ得る。
好ましくは、上記範囲内で約０．０１体積％～２０体積％で含まれ得、より好ましくは、上記範囲内で約０．０１体積％～１０体積％で含まれ得る。
赤外線吸収及び正孔伝達複合単一層３０に含まれた金属酸化物は、赤外線吸収及び正孔伝達複合単一層３０に対し、約５０体積％以上で含まれ得る。
好ましくは、上記範囲内で約８０体積％～９９．９体積％で含まれ得、より好ましくは、上記範囲内で約９０体積％～９９．９体積％、例えば約９０体積％～９９体積％で含まれ得る。
好ましくは、上記範囲内で約０．０１体積％～２０体積％で含まれ得、より好ましくは、上記範囲内で約０．０１体積％～１０体積％で含まれ得る。
赤外線吸収及び正孔伝達複合単一層３０に含まれた金属酸化物は、赤外線吸収及び正孔伝達複合単一層３０に対し、約５０体積％以上で含まれ得る。
好ましくは、上記範囲内で約８０体積％～９９．９体積％で含まれ得、より好ましくは、上記範囲内で約９０体積％～９９．９体積％、例えば約９０体積％～９９体積％で含まれ得る。
【0035】
電子伝達層４０は、可視光線領域の光を実質的に吸収せず、かつ赤外線吸収及び正孔伝達複合単一層３０により発生したエキシトンと可視光吸収層５０により発生したエキシトンの電子を分離してカソード２０に伝達する役割をする。
すなわち、電子伝達層４０は、カソード２０に移動する電子の個数を高めて（ＲＧＢ－ＩＲ）イメージセンサー１０００の効率を上げる役割をする。
したがって、電子伝達層４０は、電子伝達物質で構成され得る。
電子伝達物質は、約２．８ｅＶ以上のエネルギーバンドギャップを有して光を透過できる透明性を有すると同時にカソード２０の仕事関数と可視光吸収体のＬＵＭＯレベルとの間のＬＵＭＯレベルを有する物質であり得る。
ここで、ＬＵＭＯレベルは、真空レベル（ｖａｃｕｕｍ ｌｅｖｅｌ）を０ｅＶとする時のＬＵＭＯレベルの絶対値をいう。
電子伝達物質のエネルギーバンドギャップは、例えば約２．８～４．０ｅＶであり得る。
すなわち、電子伝達層４０は、カソード２０に移動する電子の個数を高めて（ＲＧＢ－ＩＲ）イメージセンサー１０００の効率を上げる役割をする。
したがって、電子伝達層４０は、電子伝達物質で構成され得る。
電子伝達物質は、約２．８ｅＶ以上のエネルギーバンドギャップを有して光を透過できる透明性を有すると同時にカソード２０の仕事関数と可視光吸収体のＬＵＭＯレベルとの間のＬＵＭＯレベルを有する物質であり得る。
ここで、ＬＵＭＯレベルは、真空レベル（ｖａｃｕｕｍ ｌｅｖｅｌ）を０ｅＶとする時のＬＵＭＯレベルの絶対値をいう。
電子伝達物質のエネルギーバンドギャップは、例えば約２．８～４．０ｅＶであり得る。
【0036】
図５及び図６に例示したように電子伝達層４０のＬＵＭＯレベルは、カソードの第２電極２０の仕事関数と可視光吸収層５０のＬＵＭＯレベルとの間のＬＵＭＯレベルを有し得る。
電子伝達物質のＬＵＭＯレベルは、例えば約３．６ｅＶ超４．３ｅＶ未満であり得る。
一例として電子伝達層４０のＬＵＭＯレベルと可視光吸収層５０のＬＵＭＯレベルとの差（Δｄ３）は、例えば約０．０１～０．８４ｅＶであり得る。
電子伝達物質は、例えばカルボン酸無水物であり得、例えば１，４，５，８－ナフタレンテトラカルボン酸二無水物（１，４，５，８－Ｎａｐｈｔｈａｌｅｎｅｔｅｔｒａｃａｒｂｏｘｙｌｉｃ ｄｉａｎｈｙｄｒｉｄｅ）であり得るが、これに限定されるものではない。
電子伝達物質のＬＵＭＯレベルは、例えば約３．６ｅＶ超４．３ｅＶ未満であり得る。
一例として電子伝達層４０のＬＵＭＯレベルと可視光吸収層５０のＬＵＭＯレベルとの差（Δｄ３）は、例えば約０．０１～０．８４ｅＶであり得る。
電子伝達物質は、例えばカルボン酸無水物であり得、例えば１，４，５，８－ナフタレンテトラカルボン酸二無水物（１，４，５，８－Ｎａｐｈｔｈａｌｅｎｅｔｅｔｒａｃａｒｂｏｘｙｌｉｃ ｄｉａｎｈｙｄｒｉｄｅ）であり得るが、これに限定されるものではない。
【0037】
図７～図９は、図４に例示した有機積層型（ＲＧＢ－ＩＲ）イメージセンサー１０００の概略構成のいくつかを例示する斜視図である。
有機積層型（ＲＧＢ－ＩＲ）イメージセンサー１０００は、図７に例示するように、赤外線吸収及び正孔伝達複合単一層３０で構成されるＩＲ有機光電素子の上部に赤色有機光電素子５５Ｒ、緑色有機光電素子５５Ｇ、青色有機光電素子５５Ｂが単一層にてベイヤ形態で配列された形態で構成される。
図７のように形成する場合、すべてのイメージセンサーを有機層で形成してフレキシブルなイメージセンサーを実現できる。
有機積層型（ＲＧＢ－ＩＲ）イメージセンサー１０００は、図７に例示するように、赤外線吸収及び正孔伝達複合単一層３０で構成されるＩＲ有機光電素子の上部に赤色有機光電素子５５Ｒ、緑色有機光電素子５５Ｇ、青色有機光電素子５５Ｂが単一層にてベイヤ形態で配列された形態で構成される。
図７のように形成する場合、すべてのイメージセンサーを有機層で形成してフレキシブルなイメージセンサーを実現できる。
【0038】
一方、有機積層型（ＲＧＢ－ＩＲ）イメージセンサー１０００は、図８に例示するように、赤外線吸収及び正孔伝達複合単一層３０で構成されるＩＲ有機光電素子の上部に赤色有機光電素子５５Ｒ、緑色有機光電素子５５Ｇ、青色有機光電素子５５Ｂがそれぞれ積層された構造を有することによってイメージセンサーの大きさを減らして小型化イメージセンサーを実現でき、クロストークを減らし得る。
【0039】
また、図９に例示するように、赤外線吸収及び正孔伝達複合単一層３０で構成されるＩＲ有機光電素子の上部に赤色有機光電素子５５Ｒ及び青色有機光電素子５５Ｂが配列された単一層と、その上部に緑色有機光電素子５５Ｇの一層で構成し、赤色有機光電素子５５Ｒと青色有機光電素子５５Ｂはベイヤ形態で配列された層で構成して感度をより向上させることもできる。
【0040】
図４～図９を参照して説明した有機積層型（ＲＧＢ－ＩＲ）イメージセンサー１０００は、赤外線吸収層と正孔伝達用バッファ層が２層で形成された従来のイメージセンサーとは異なり、赤外線吸収及び正孔伝達複合単一層３０が、単一薄膜で実現できるので、低電圧（例：３Ｖ）駆動条件で可視光（可視光波長領域の入射光９２）と赤外線（赤外線波長領域の入射光９２）とを同時に吸収し得る。
したがって、低照度下でも感度を向上させることができる。したがって、ナイトビジョンや非破壊検査用センサーとして活用できる。
したがって、低照度下でも感度を向上させることができる。したがって、ナイトビジョンや非破壊検査用センサーとして活用できる。
【0041】
図１０は、本発明の第３の実施形態によるＩＲ有機光電素子を含む有機積層型（ＵＶ－ＩＲ）イメージセンサーの概略構成を示す断面図である。
図１０を参照すると、有機積層型（ＵＶ－ＩＲ）イメージセンサー２０００は、図４に例示した有機積層型（ＲＧＢ－ＩＲ）イメージセンサー１０００で可視光吸収層５０の代わりに非可視光吸収層２０５０、より具体的にはＵＶ吸収層が形成される点を除いては、有機積層型（ＲＧＢ－ＩＲ）イメージセンサー１０００と基本的な構造は同一である。
図１０を参照すると、有機積層型（ＵＶ－ＩＲ）イメージセンサー２０００は、図４に例示した有機積層型（ＲＧＢ－ＩＲ）イメージセンサー１０００で可視光吸収層５０の代わりに非可視光吸収層２０５０、より具体的にはＵＶ吸収層が形成される点を除いては、有機積層型（ＲＧＢ－ＩＲ）イメージセンサー１０００と基本的な構造は同一である。
【0042】
非可視光（ＵＶ）吸収層２０５０は、ＵＶを吸収できるｎ型物質又はｎ型とｐ型物質が混合されたＢＨＪ（Ｂｕｌｋ Ｈｅｔｅｒｏｊｕｎｃｔｉｏｎ）型物質で構成され得る。
非可視光吸収物質としては、ＮＴＣＤＡ（Ｎａｐｈｔｈａｌｅｎｅｔｅｔｒａｃａｒｂｏｘｙｌｉｃ ｄｉａｎｈｙｄｒｉｄｅ）、ＮＴＣＤＩ（Ｎａｐｈｔｈａｌｅｎｅｔｅｔｒａｃａｒｂｏｘｙｌｉｃ ｄｉｉｍｉｄｅ）等が用いられ得る。
図１０に例示した有機積層型（ＵＶ－ＩＲ）イメージセンサー２０００は、低電圧駆動条件でＵＶ（紫外線波長領域の入射光９２）と赤外線（赤外線波長領域の入射光９２）を同時に吸収できるので、診断センサー、特殊センサーなどに適用できる。
非可視光吸収物質としては、ＮＴＣＤＡ（Ｎａｐｈｔｈａｌｅｎｅｔｅｔｒａｃａｒｂｏｘｙｌｉｃ ｄｉａｎｈｙｄｒｉｄｅ）、ＮＴＣＤＩ（Ｎａｐｈｔｈａｌｅｎｅｔｅｔｒａｃａｒｂｏｘｙｌｉｃ ｄｉｉｍｉｄｅ）等が用いられ得る。
図１０に例示した有機積層型（ＵＶ－ＩＲ）イメージセンサー２０００は、低電圧駆動条件でＵＶ（紫外線波長領域の入射光９２）と赤外線（赤外線波長領域の入射光９２）を同時に吸収できるので、診断センサー、特殊センサーなどに適用できる。
【0043】
以下では実施例により上述した本発明の実施形態をより詳細に説明する。
ただし、下記の実施例は、単に説明を目的とするものであり、本発明の範囲を制限するものではない。
図１１は、各種試料における正孔伝達物質と金属酸化物の共蒸着薄膜の吸光係数を測定した結果を示すグラフであり、図１２は、各種試料における金属酸化物薄膜の吸光係数を測定した結果を示すグラフである。
ただし、下記の実施例は、単に説明を目的とするものであり、本発明の範囲を制限するものではない。
図１１は、各種試料における正孔伝達物質と金属酸化物の共蒸着薄膜の吸光係数を測定した結果を示すグラフであり、図１２は、各種試料における金属酸化物薄膜の吸光係数を測定した結果を示すグラフである。
【0044】
≪吸光特性測定≫
薄膜状態の吸光特性は、ＴＮＡＴＡ（４，４’，４”－Ｔｒｉｓ（Ｎ－（２－ｎａｐｈｔｈｙｌ）－Ｎ－ｐｈｅｎｙｌ－ａｍｉｎｏ）－ｔｒｉｐｈｅｎｙｌａｍｉｎｅ）［ＨＯＭＯ Ｌｅｖｅｌ：５．１６ ｅＶ］のみを高真空（＜１０－７Ｔｏｒｒ）下で０．５～１．０Å／ｓ速度で熱蒸着（ｔｈｅｒｍａｌ ｅｖａｐｏｒａｔｉｏｎ）して８０ｎｍの厚さの薄膜で準備した試料１（丸数字１）と、
ＴＮＡＴＡ［ＨＯＭＯ Ｌｅｖｅｌ：５．１６ ｅＶ］と、レニウム酸化物（ＲｅＯｘ，Ｗｏｒｋ ｆｕｎｃｔｉｏｎ：６．０ ｅＶ）を１：１の体積比で同一条件で共蒸着して得た試料２（丸数字２）と、
ＴＮＡＴＡ［ＨＯＭＯ Ｌｅｖｅｌ：５．１６ ｅＶ］とモリブデン酸化物（ＭｏＯｘ，Ｗｏｒｋ ｆｕｎｃｔｉｏｎ：５．７ ｅＶ）を１：１の体積比で同一条件で共蒸着して得た試料３（丸数字３）を準備した後、
「Ｃａｒｙ ５０００ ＵＶ ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ」（Ｖａｒｉａｎ社製）を用いて可視光線－赤外線（Ｖｉｓ－ＩＲ）を照射して吸光係数を測定した。
その結果を図１１に示した。
薄膜状態の吸光特性は、ＴＮＡＴＡ（４，４’，４”－Ｔｒｉｓ（Ｎ－（２－ｎａｐｈｔｈｙｌ）－Ｎ－ｐｈｅｎｙｌ－ａｍｉｎｏ）－ｔｒｉｐｈｅｎｙｌａｍｉｎｅ）［ＨＯＭＯ Ｌｅｖｅｌ：５．１６ ｅＶ］のみを高真空（＜１０－７Ｔｏｒｒ）下で０．５～１．０Å／ｓ速度で熱蒸着（ｔｈｅｒｍａｌ ｅｖａｐｏｒａｔｉｏｎ）して８０ｎｍの厚さの薄膜で準備した試料１（丸数字１）と、
ＴＮＡＴＡ［ＨＯＭＯ Ｌｅｖｅｌ：５．１６ ｅＶ］と、レニウム酸化物（ＲｅＯｘ，Ｗｏｒｋ ｆｕｎｃｔｉｏｎ：６．０ ｅＶ）を１：１の体積比で同一条件で共蒸着して得た試料２（丸数字２）と、
ＴＮＡＴＡ［ＨＯＭＯ Ｌｅｖｅｌ：５．１６ ｅＶ］とモリブデン酸化物（ＭｏＯｘ，Ｗｏｒｋ ｆｕｎｃｔｉｏｎ：５．７ ｅＶ）を１：１の体積比で同一条件で共蒸着して得た試料３（丸数字３）を準備した後、
「Ｃａｒｙ ５０００ ＵＶ ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ」（Ｖａｒｉａｎ社製）を用いて可視光線－赤外線（Ｖｉｓ－ＩＲ）を照射して吸光係数を測定した。
その結果を図１１に示した。
【0045】
一方、同一条件でレニウム酸化物（ＲｅＯｘ，Ｗｏｒｋ ｆｕｎｃｔｉｏｎ：６．０ ｅＶ）のみを蒸着した試料（丸数字４）と、
モリブデン酸化物（ＭｏＯｘ，Ｗｏｒｋ ｆｕｎｃｔｉｏｎ：５．７ ｅＶ）のみを蒸着した試料（丸数字５）を準備した後、
同一方式で吸光係数を測定した結果を図１２を示した。
モリブデン酸化物（ＭｏＯｘ，Ｗｏｒｋ ｆｕｎｃｔｉｏｎ：５．７ ｅＶ）のみを蒸着した試料（丸数字５）を準備した後、
同一方式で吸光係数を測定した結果を図１２を示した。
【0046】
図１１及び図１２の試料１、試料４、試料５の結果から正孔伝達物質（ＴＮＡＴＡ）又は金属酸化物（ＭｏＯｘ、ＲｅＯｘ）だけでは赤外線吸収能力を示さないことがわかる。
一方、正孔伝達物質（ＴＮＡＴＡ）とレニウム酸化物の共蒸着薄膜（試料２）又は正孔伝達物質（ＴＮＡＴＡ）とモリブデン酸化物の共蒸着薄膜（試料３）の場合、１０００～１５００ｎｍ波長帯の短波長赤外線（Ｓｈｏｒｔ Ｗａｖｅ Ｉｎｆｒａ Ｒｅｄ）領域の波長を吸収する能力を示すことを確認できる。
一方、正孔伝達物質（ＴＮＡＴＡ）とレニウム酸化物の共蒸着薄膜（試料２）又は正孔伝達物質（ＴＮＡＴＡ）とモリブデン酸化物の共蒸着薄膜（試料３）の場合、１０００～１５００ｎｍ波長帯の短波長赤外線（Ｓｈｏｒｔ Ｗａｖｅ Ｉｎｆｒａ Ｒｅｄ）領域の波長を吸収する能力を示すことを確認できる。
【0047】
≪外部量子効率（ＥＱＥ）の測定≫
〔実施例１〕（ＲＧＢ－ＩＲ）反射型イメージセンサーの製造
ガラス基板の上にＩＴＯ（仕事関数：４．７ｅＶ）をスパッタリングで積層して約１００ｎｍの厚さのアノードを形成し、その上にＴＮＡＴＡとモリブデン酸化物（ＭｏＯｘ）とを１：１の体積比で共蒸着して５０ｎｍの厚さの赤外線吸収及び正孔伝達複合単一層を形成した。
次いで、化学式１ａで表される化合物を蒸着して可視光吸収層を形成した。
次いで、活性層上に５０ｎｍの厚さの活性層を形成した。
次いで、活性層上に、１，４，５，８－ナフタレンテトラカルボン酸二無水物からなる電子伝達層を形成し、その上にアルミニウム（Ａｌ）を熱蒸着して７０ｎｍの厚さのカソードを形成して（ＲＧＢ－ＩＲ）反射型イメージセンサーを製造した。
〔実施例１〕（ＲＧＢ－ＩＲ）反射型イメージセンサーの製造
ガラス基板の上にＩＴＯ（仕事関数：４．７ｅＶ）をスパッタリングで積層して約１００ｎｍの厚さのアノードを形成し、その上にＴＮＡＴＡとモリブデン酸化物（ＭｏＯｘ）とを１：１の体積比で共蒸着して５０ｎｍの厚さの赤外線吸収及び正孔伝達複合単一層を形成した。
次いで、化学式１ａで表される化合物を蒸着して可視光吸収層を形成した。
次いで、活性層上に５０ｎｍの厚さの活性層を形成した。
次いで、活性層上に、１，４，５，８－ナフタレンテトラカルボン酸二無水物からなる電子伝達層を形成し、その上にアルミニウム（Ａｌ）を熱蒸着して７０ｎｍの厚さのカソードを形成して（ＲＧＢ－ＩＲ）反射型イメージセンサーを製造した。
【0048】
〔実施例２〕ＲＧＢ－ＩＲ反射型イメージセンサーの製造
ＴＮＡＴＡとレニウム酸化物（ＲｅＯｘ）とを１：１の体積比で共蒸着して５０ｎｍの厚さの赤外線吸収及び正孔伝達複合単一層を形成した点を除いては、実施例１と同様にして（ＲＧＢ－ＩＲ）反射型イメージセンサーを製造した。
ＴＮＡＴＡとレニウム酸化物（ＲｅＯｘ）とを１：１の体積比で共蒸着して５０ｎｍの厚さの赤外線吸収及び正孔伝達複合単一層を形成した点を除いては、実施例１と同様にして（ＲＧＢ－ＩＲ）反射型イメージセンサーを製造した。
【0049】
〔比較例１〕反射型イメージセンサーの製造
アノード上にＴＮＡＴＡを５０ｎｍの厚さに蒸着して赤外線吸収及び正孔伝達複合単一層の代わりに正孔伝達層を形成した点を除いては、実施例１と同様にして反射型イメージセンサーを製造した。
アノード上にＴＮＡＴＡを５０ｎｍの厚さに蒸着して赤外線吸収及び正孔伝達複合単一層の代わりに正孔伝達層を形成した点を除いては、実施例１と同様にして反射型イメージセンサーを製造した。
【0050】
〔実施例３〕（ＲＧＢ－ＩＲ）透過型イメージセンサーの製造
ガラス基板の上にＩＴＯをスパッタリングで積層して約１００ｎｍの厚さのアノードを形成し、その上にＴＮＡＴＡとモリブデン酸化物（ＭｏＯｘ）とを１：１の体積比で共蒸着して５０ｎｍの厚さの赤外線吸収及び正孔伝達複合単一層を形成した。
次いで、化学式１ａで表される化合物を蒸着して可視光吸収層を形成した。
次いで、活性層上に５０ｎｍの厚さの活性層を形成した。
次いで、活性層上に、１，４，５，８－ナフタレンテトラカルボン酸二無水物からなる電子伝達層を形成し、その上にＩＴＯをスパッタリングで積層して約７０ｎｍの厚さのカソードを形成して（ＲＧＢ－ＩＲ）透過型イメージセンサーを製造した。
ガラス基板の上にＩＴＯをスパッタリングで積層して約１００ｎｍの厚さのアノードを形成し、その上にＴＮＡＴＡとモリブデン酸化物（ＭｏＯｘ）とを１：１の体積比で共蒸着して５０ｎｍの厚さの赤外線吸収及び正孔伝達複合単一層を形成した。
次いで、化学式１ａで表される化合物を蒸着して可視光吸収層を形成した。
次いで、活性層上に５０ｎｍの厚さの活性層を形成した。
次いで、活性層上に、１，４，５，８－ナフタレンテトラカルボン酸二無水物からなる電子伝達層を形成し、その上にＩＴＯをスパッタリングで積層して約７０ｎｍの厚さのカソードを形成して（ＲＧＢ－ＩＲ）透過型イメージセンサーを製造した。
【0051】
〔実験例４〕ＲＧＢ－ＩＲ透過型イメージセンサーの製造
ＴＮＡＴＡとレニウム酸化物（ＲｅＯｘ）とを１：１の体積比で共蒸着して５０ｎｍの厚さの赤外線吸収及び正孔伝達複合単一層を形成した点を除いては、実施例３と同様にして（ＲＧＢ－ＩＲ）透過型イメージセンサーを製造した。
ＴＮＡＴＡとレニウム酸化物（ＲｅＯｘ）とを１：１の体積比で共蒸着して５０ｎｍの厚さの赤外線吸収及び正孔伝達複合単一層を形成した点を除いては、実施例３と同様にして（ＲＧＢ－ＩＲ）透過型イメージセンサーを製造した。
【0052】
〔比較例２〕透過型イメージセンサーの製造
アノード上にＴＮＡＴＡを５０ｎｍの厚さに蒸着して赤外線吸収及び正孔伝達複合単一層の代わりに正孔伝達層を形成した点を除いては、実施例３と同様にして透過型イメージセンサーを製造した。
アノード上にＴＮＡＴＡを５０ｎｍの厚さに蒸着して赤外線吸収及び正孔伝達複合単一層の代わりに正孔伝達層を形成した点を除いては、実施例３と同様にして透過型イメージセンサーを製造した。
【0053】
＜外部量子効率（ＥＱＥ）の測定＞
外部量子効率（ＥＱＥ）は、「ＩＰＣＥ ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ ｓｙｓｔｅｍ」（ＭｃＳｃｉｅｎｃｅ社、韓国）設備を用いて測定した。
先に、Ｓｉ光ダイオード（Ｈａｍａｍａｔｓｕ社、日本）を用いて設備を補正（ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎ）した後、実施例１～４及び比較例１及び２によるイメージセンサーを設備に装着して波長範囲約４００～１８００ｎｍ領域で外部量子効率を測定した。
外部量子効率（ＥＱＥ）は、「ＩＰＣＥ ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ ｓｙｓｔｅｍ」（ＭｃＳｃｉｅｎｃｅ社、韓国）設備を用いて測定した。
先に、Ｓｉ光ダイオード（Ｈａｍａｍａｔｓｕ社、日本）を用いて設備を補正（ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎ）した後、実施例１～４及び比較例１及び２によるイメージセンサーを設備に装着して波長範囲約４００～１８００ｎｍ領域で外部量子効率を測定した。
【0054】
図１３は、本発明の実施例１、２及び比較例に１によるイメージセンサーの波長に応じた外部量子効率（ＥＱＥ）を示すグラフであり、図１４は、３Ｖでの本発明の実施例３、４及び比較例２によるイメージセンサーの波長に応じた外部量子効率（ＥＱＥ）を示すグラフである。
図１３及び図１４から実施例１～４による有機光電素子は、約５００ｎｍ～６００ｎｍの緑色波長領域で良好な外部量子効率（ＥＱＥ）を示すと同時に１０００～１５００ｎｍ波長帯の短波長赤外線（ＳＷＷＩＲ，Ｓｈｏｒｔ Ｗａｖｅ ＩｎｆｒａＲｅｄ）領域でも良好な外部量子効率（ＥＱＥ）を示すことを確認できる。
また、１Ｖ又は３Ｖの駆動電圧でも短波長赤外線の外部量子効率（ＥＱＥ）が１０％以上（図１４）又は３０％以上（図１３）を示すことから低電圧駆動が可能であることを確認できる。
図１３及び図１４から実施例１～４による有機光電素子は、約５００ｎｍ～６００ｎｍの緑色波長領域で良好な外部量子効率（ＥＱＥ）を示すと同時に１０００～１５００ｎｍ波長帯の短波長赤外線（ＳＷＷＩＲ，Ｓｈｏｒｔ Ｗａｖｅ ＩｎｆｒａＲｅｄ）領域でも良好な外部量子効率（ＥＱＥ）を示すことを確認できる。
また、１Ｖ又は３Ｖの駆動電圧でも短波長赤外線の外部量子効率（ＥＱＥ）が１０％以上（図１４）又は３０％以上（図１３）を示すことから低電圧駆動が可能であることを確認できる。
【0055】
図１５Ａ、図１５Ｂ、図１５Ｃ、及び図１５Ｄは、本発明の実施形態による多様な有機イメージセンサーの概略構成を示す断面図である。
図１５Ａ～図１５Ｄを参照すると、有機イメージセンサー（１５００Ａ、１５００Ｂ、１５００Ｃ、及び／又は１５００Ｄ）は、互いに対向する第１電極１０及び第２電極２０を含み得る。
図１５Ａ～図１５Ｄを参照すると、有機イメージセンサー（１５００Ａ、１５００Ｂ、１５００Ｃ、及び／又は１５００Ｄ）は、互いに対向する第１電極１０及び第２電極２０を含み得る。
【0056】
一実施形態において、第１電極１０はアノードであり得、第２電極２０はカソードであり得るが、これに限定されるのではない。
図１５Ａ～図１５Ｄに示すように、有機イメージセンサー（１５００Ａ、１５００Ｂ、１５００Ｃ、及び／又は１５００Ｄ）は、第１電極１０と第２電極２０との間に一つ以上の吸収層６０を含み得、有機イメージセンサー（１５００Ａ、１５００Ｂ、１５００Ｃ、及び／又は１５００Ｄ）は、第２電極２０（例えば、アノード）と吸収層６０との間に電子伝達層４０をさらに含み得る。
一実施形態において、電子伝達層４０は省略することもできる。
図１５Ａ～図１５Ｄに示すように、有機イメージセンサー（１５００Ａ、１５００Ｂ、１５００Ｃ、及び／又は１５００Ｄ）は、第１電極１０と第２電極２０との間に一つ以上の吸収層６０を含み得、有機イメージセンサー（１５００Ａ、１５００Ｂ、１５００Ｃ、及び／又は１５００Ｄ）は、第２電極２０（例えば、アノード）と吸収層６０との間に電子伝達層４０をさらに含み得る。
一実施形態において、電子伝達層４０は省略することもできる。
【0057】
一実施形態において、吸収層６０は、単一の連続した層であり得る。
例えば、吸収層６０は、単一の可視光吸収層５０（図４参照）、又は単一のＵＶ吸収層２０５０（図１０参照）であり得る。
一実施形態において、吸収層６０は、多重の層（６０－１～６０－Ｎ）（Ｎは正の整数）を含むこともできる。
少なくとも２以上の分離された多重の層（６０－１～６０－Ｎ）は、入射光９２の互いに異なる波長領域の光を吸収するように構成することができる。
例えば、多重の層（６０－１～６０－Ｎ）の内の少なくともいずれか１層は、可視光波長領域の入射光を吸収するように構成され、残りの層は非可視光波長領域の入射光（例えば、紫外線波長領域の入射光又は赤外線波長領域の入射光）を吸収するように構成することもできる。
多重の層（６０－１～６０－Ｎ）は、垂直方向Ｄ１に沿って垂直にスタックされるか、又は水平方向Ｄ２に沿って平行方向にスタックされ得る。
例えば、吸収層６０は、単一の可視光吸収層５０（図４参照）、又は単一のＵＶ吸収層２０５０（図１０参照）であり得る。
一実施形態において、吸収層６０は、多重の層（６０－１～６０－Ｎ）（Ｎは正の整数）を含むこともできる。
少なくとも２以上の分離された多重の層（６０－１～６０－Ｎ）は、入射光９２の互いに異なる波長領域の光を吸収するように構成することができる。
例えば、多重の層（６０－１～６０－Ｎ）の内の少なくともいずれか１層は、可視光波長領域の入射光を吸収するように構成され、残りの層は非可視光波長領域の入射光（例えば、紫外線波長領域の入射光又は赤外線波長領域の入射光）を吸収するように構成することもできる。
多重の層（６０－１～６０－Ｎ）は、垂直方向Ｄ１に沿って垂直にスタックされるか、又は水平方向Ｄ２に沿って平行方向にスタックされ得る。
【0058】
図に示すように、垂直方向Ｄ１は、赤外線吸収及び正孔伝達複合単一層３０の表面３０Ｓに直交又は実質的に直交（例えば、製作公差及び／又は材料許容誤差の範囲内で直交）し、水平方向Ｄ２は、表面３０Ｓに平行に又は実質的に平行（例えば、製作公差及び／又は材料許容誤差の範囲内で平行）であり得る。
互いに異なる多重の層（６０－１～６０－Ｎ）は、互いに異なる波長領域の入射光９２を吸収するように構成され得る。
互いに異なる波長光線領域は、一つ以上の可視光線波長領域、一つ以上の赤外線波長光線領域、及び一つ以上の紫外線波長領域を含み得る。
分離された多重の層（６０－１～６０－Ｎ）は、可視光線吸収層５０又は紫外線吸収層２０５０の内のいずれか一つであり得る。
互いに異なる多重の層（６０－１～６０－Ｎ）は、互いに異なる波長領域の入射光９２を吸収するように構成され得る。
互いに異なる波長光線領域は、一つ以上の可視光線波長領域、一つ以上の赤外線波長光線領域、及び一つ以上の紫外線波長領域を含み得る。
分離された多重の層（６０－１～６０－Ｎ）は、可視光線吸収層５０又は紫外線吸収層２０５０の内のいずれか一つであり得る。
【0059】
一実施形態において、互いに異なる多重の層（６０－１～６０－Ｎ）は、相異なる可視光線吸収層、例えば、少なくとも分離された多重の層（６０－１～６０－Ｎ）の内の一部は、（緑色、青色、赤色）有機光電素子（５５Ｇ、５５Ｂ、及び／又は５５Ｒ）の吸収層の内のいずれか１層であり得る。
例えば、分離された多重の層（６０－１～６０－Ｎ）は、紫外線波長領域内の相違する波長領域の光を吸収するように構成されたＵＶ吸収層であり得る。
例えば、分離された多重の層（６０－１～６０－Ｎ）は、紫外線波長領域内の相違する波長領域の光を吸収するように構成されたＵＶ吸収層であり得る。
【0060】
図１５Ａを参照すると、吸収層６０は、お互いに対して水平に（例えば、水平方向Ｄ２に）積層され、集合的に積層された層（６０－２～６０－Ｎ）を含む多重の層（６０－１～６０－Ｎ）は、層（６０－１）下で垂直に（例えば、方向Ｄ１に）移動する。
図１５Ａに示すように、層（６０－２～６０－Ｎ）は、水平方向に積層されており、層（６０－２～６０－Ｎ）の上部面及び／又は下部面が互いに同一平面であるか、又は実質的に同一平面（例えば、製作公差及び／又は材料許容誤差の範囲内で同一平面）上にあるように形成され得る。
図１５Ａに示すように、層（６０－２～６０－Ｎ）は、水平方向に積層されており、層（６０－２～６０－Ｎ）の上部面及び／又は下部面が互いに同一平面であるか、又は実質的に同一平面（例えば、製作公差及び／又は材料許容誤差の範囲内で同一平面）上にあるように形成され得る。
【0061】
図１５Ａ～図１５Ｂを参照すれば、層（６０－２～６０－Ｎ）のそれぞれは少なくとも一つ以上の波長領域の入射光９２を吸収することができるように構成されることによって、層（６０－１）とは相違する集合的な波長領域の入射光９２を吸収することもできる。
例えば、層（６０－２～６０－Ｎ）は、互いに可視光線波長領域の入射光９２（例えば、赤色光、緑色光、青色光など）を集合的に吸収するように構成され、層（６０－１）は紫外線波長領域の入射光９２を吸収するように構成することができる。
一実施形態において、層（６０－２～６０－Ｎ）は、可視光波長領域とは相違する波長領域の入射光９２（例えば、紫外線波長領域及び／又は赤外線波長領域）を吸収するように構成することもできる。
例えば、層（６０－２～６０－Ｎ）の内の少なくとも一つが可視光線波長領域の入射光９２を吸収するように構成され、残りの内の少なくとも一つが可視光波長領域とは相違する波長領域の入射光９２（例えば、紫外線波長領域及び／又は赤外線波長領域）を吸収するように構成することもできる。
例えば、層（６０－２～６０－Ｎ）は、互いに可視光線波長領域の入射光９２（例えば、赤色光、緑色光、青色光など）を集合的に吸収するように構成され、層（６０－１）は紫外線波長領域の入射光９２を吸収するように構成することができる。
一実施形態において、層（６０－２～６０－Ｎ）は、可視光波長領域とは相違する波長領域の入射光９２（例えば、紫外線波長領域及び／又は赤外線波長領域）を吸収するように構成することもできる。
例えば、層（６０－２～６０－Ｎ）の内の少なくとも一つが可視光線波長領域の入射光９２を吸収するように構成され、残りの内の少なくとも一つが可視光波長領域とは相違する波長領域の入射光９２（例えば、紫外線波長領域及び／又は赤外線波長領域）を吸収するように構成することもできる。
【0062】
図１５Ｂを参照すると、層（６０－２～６０－Ｎ）と層（６０－１）の相対的な位置関係は図１５Ａとは異なって互いに入れ替えることもできる。
つまり、層（６０－１）上に層（６０－２～６０－Ｎ）を配置することもできる。
又は、図１５Ｃを参照すると、多重の層（６０－１～６０－Ｎ）は、水平方向Ｄ２に積層された水平積層構造のみを含むこともできる。
図１５Ｃにおいて、多重の層（６０－１～６０－Ｎ）の上部面及び／又は下部面は互いに同一平面であるか、又は実質的に同一平面（例えば、製作公差及び／又は材料許容誤差の範囲内で同一平面）上にあるように形成することもできる。
つまり、層（６０－１）上に層（６０－２～６０－Ｎ）を配置することもできる。
又は、図１５Ｃを参照すると、多重の層（６０－１～６０－Ｎ）は、水平方向Ｄ２に積層された水平積層構造のみを含むこともできる。
図１５Ｃにおいて、多重の層（６０－１～６０－Ｎ）の上部面及び／又は下部面は互いに同一平面であるか、又は実質的に同一平面（例えば、製作公差及び／又は材料許容誤差の範囲内で同一平面）上にあるように形成することもできる。
【0063】
図１５Ｄを参照すると、吸収層６０は、第１多重層（６０－１～６０－ｙ）と第２多重層（６０－（ｙ＋１）～６０－Ｎ）を含み、第１多重層と第２多重層は互いに垂直方向Ｄ１に積層され得る。
第１多重層と第２多重層を形成する各層は、互いに水平方向Ｄ２に積層され得る。
第１多重層と第２多重層のそれぞれの上部面及び／又は下部面は互いに同一平面であるか、又は実質的に同一平面（例えば、製作公差及び／又は材料許容誤差の範囲内で同一平面）上にあるように形成することもできる。
一方、図１５Ｄにおいて第１多重層に属する一層と第２多重層に属する一層に対する水平方向Ｄ２を基準としたオフセット距離（ｏｆｆｓｅｔ ｄｉｓｔａｎｃｅ）は「ｘ」であり得る。
「ｘ」は、実際値（ｒｅａｌ ｖａｌｕｅ）であり得、ヌル値（ｎｕｌｌ ｖａｌｕｅ）であり得る。
第１多重層と第２多重層を形成する各層は、互いに水平方向Ｄ２に積層され得る。
第１多重層と第２多重層のそれぞれの上部面及び／又は下部面は互いに同一平面であるか、又は実質的に同一平面（例えば、製作公差及び／又は材料許容誤差の範囲内で同一平面）上にあるように形成することもできる。
一方、図１５Ｄにおいて第１多重層に属する一層と第２多重層に属する一層に対する水平方向Ｄ２を基準としたオフセット距離（ｏｆｆｓｅｔ ｄｉｓｔａｎｃｅ）は「ｘ」であり得る。
「ｘ」は、実際値（ｒｅａｌ ｖａｌｕｅ）であり得、ヌル値（ｎｕｌｌ ｖａｌｕｅ）であり得る。
【0064】
図１６は、本発明の一実施形態による電子装置１６００の概略構成を示すブロック図である。
図１６を参照すると、電子装置１６００は、バス１６１０を通じて共に電気的に接続されたプロセッサー１６２０、メモリ１６３０、及びイメージセンサー１６４０を含むことができる。
イメージセンサー１６４０は、上述した本発明のものと同一である。
図１６を参照すると、電子装置１６００は、バス１６１０を通じて共に電気的に接続されたプロセッサー１６２０、メモリ１６３０、及びイメージセンサー１６４０を含むことができる。
イメージセンサー１６４０は、上述した本発明のものと同一である。
【0065】
メモリ１６３０は、一時的でないコンピュータ読取可能媒体であり得、コマンドのプログラムを保存することができる。
プロセッサー１６２０は、保存されたコマンドプログラムを実行して、一つ以上の機能を実行することができる。
例えば、プロセッサー１６２０は、イメージセンサー１６４０によって生成された電気信号を処理するように構成される。
プロセッサー１６２０は、電気信号を処理することに基づく出力（例えば、ディスプレイインターフェース上に表示されるイメージ）を生成するように構成することができる。
プロセッサー１６２０は、保存されたコマンドプログラムを実行して、一つ以上の機能を実行することができる。
例えば、プロセッサー１６２０は、イメージセンサー１６４０によって生成された電気信号を処理するように構成される。
プロセッサー１６２０は、電気信号を処理することに基づく出力（例えば、ディスプレイインターフェース上に表示されるイメージ）を生成するように構成することができる。
【0066】
尚、本発明は、上述の実施形態に限られるものではない。本発明の技術的範囲から逸脱しない範囲内で多様に変更実施することが可能である。
【符号の説明】
【0067】
１０ 第１電極（アノード）
２０ 第２電極（カソード）
３０ 赤外線吸収及び正孔伝達複合単一層
４０ 電子伝達層
５０ 可視光吸収層
５５（Ｒ、Ｇ、Ｂ） （赤色、緑色、青色）有機光電素子
６０ 吸収層
６０－１～６０－Ｎ 多重の層
９２ 入射光
１００ 有機光電素子
１０００ 有機積層型（ＲＧＢ－ＩＲ）イメージセンサー
２０００ 有機積層型（ＵＶ－ＩＲ）イメージセンサー
２０５０ ＵＶ吸収層
２０ 第２電極（カソード）
３０ 赤外線吸収及び正孔伝達複合単一層
４０ 電子伝達層
５０ 可視光吸収層
５５（Ｒ、Ｇ、Ｂ） （赤色、緑色、青色）有機光電素子
６０ 吸収層
６０－１～６０－Ｎ 多重の層
９２ 入射光
１００ 有機光電素子
１０００ 有機積層型（ＲＧＢ－ＩＲ）イメージセンサー
２０００ 有機積層型（ＵＶ－ＩＲ）イメージセンサー
２０５０ ＵＶ吸収層
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15A】
【図15B】
【図15C】
【図15D】
【図16】