成像元件、堆叠式成像元件、成像装置和电子装置的制作方法

本技术涉及一种成像元件、堆叠式成像元件、成像装置和电子装置。

背景技术：

1、近年来，成像元件的应用越来越广泛并且正在受到很多的关注，其不仅应用在数码相机和便携摄像机中而且应用在智能手机相机、监控摄像机、汽车后置监视器(automotive back monitor)和防撞传感器等中。为了应对各种应用，正尝试改善成像元件的性能及功能多样化，并且在成像元件中继续取得进步。

2、例如，提出了一种传感器，其包括有机光电转换元件和电压施加单元，该有机光电转换元件具有在一对电极之间的有机光电转换层和设置在一个电极与有机光电转换层之间的有机空穴阻挡层，有机光电转换层包含通过升华而精制的有机化合物，电压施加单元用于在光照射期间向有机光电转换层施加1.0×105v/cm到1.0×107v/cm的电压，其中空穴阻挡层的电离电势是1.3ev或比一个相邻电极的功函数更高并且空穴阻挡层的电子亲和性等于或高于相邻的有机光电转换层的电子亲和性(参见ptl 1)。

3、此外，提出了一种包括导电薄膜、有机光电转换膜、阻挡层和透明导电薄膜的光电转换元件，其中有机光电转换膜包含具有100℃以上的玻璃化转变温度(tg)并形成非晶膜的p型有机光电转换材料，并且阻挡层包含具有140℃以上的tg的阻挡材料(参见ptl 2)。

4、[引用列表]

5、[专利文献]

6、[ptl 1]

7、jp 4677314b

8、[ptl 2]

9、jp 2014-520522a

技术实现思路

1、[技术问题]

2、然而，通过ptl 1和ptl 2中提出的技术，有可能无法进一步改善图像质量和可靠性。

3、鉴于这种情况完成了本技术，并且本技术的主要目的是提供一种能够进一步地改善图像质量和可靠性的成像元件、堆叠式成像元件、成像装置和电子装置。

4、[问题的解决方案]

5、各种实施方案涉及成像器件，所述成像器件包括：上电极；下电极；光电转换层，其设置在所述上电极和所述下电极之间；和第一有机半导体材料，其包含吲哚并咔唑衍生物并且设置在所述上电极和所述下电极之间。

6、另外的实施方案涉及电子装置，所述电子装置包括成像器件，所述成像器件包括：上电极；下电极；光电转换层，其设置在所述上电极和所述下电极之间；和第一有机半导体材料，其包含吲哚并咔唑衍生物并且设置在所述上电极和所述下电极之间。

7、进一步地，所述成像器件的所述第一有机半导体材料可以设置在所述光电转换层和所述下电极之间。在各种实施方案中，所述吲哚并咔唑衍生物可以选自：

8、

9、

10、

11、

12、，以及

13、

14、其中在通式(1)到(10)中，ar1到ar24各自独立地表示芳基；r1到r108各自独立地表示氢基、烷基、芳基、芳基氨基、具有芳基氨基作为取代基的芳基或咔唑基，并且所述通式(1)到(10)可以进一步地选自：

15、

16、

17、

18、

19、

20、

21、。

22、所述成像器件的包含在所述光电转换层中的p型半导体的最高占据分子轨道能级或功函数可以为从约-5.6ev到约-5.7ev。

23、所述成像器件的所述第一有机半导体材料的最高占据分子轨道能级和包含在所述光电转换层中的p型半导体的最高占据分子轨道能级或功函数之间的差可以在±0.2ev的范围内，或者所述第一有机半导体材料的最高占据分子轨道能级和所述p型半导体的所述最高占据分子轨道能级或所述功函数之间的差可以在±0.2ev的范围内。

24、所述成像器件的所述吲哚并咔唑衍生物的吲哚并咔唑骨架可以具有分子内对称性和5元吡咯环；所述吲哚并咔唑衍生物的母骨架可以具有大尺寸并且当向所述母骨架施加热、光和电压时所述吲哚并咔唑衍生物的母骨架无分子旋转；当向所述吲哚并咔唑衍生物的母骨架同时施加热、光和电压时所述母骨架无分子旋转；所述第一有机半导体材料可以是电子阻挡层；所述上电极可以包含铟锌氧化物；和/或所述下电极可以包含铟锡氧化物。

25、所述成像器件的所述光电转换层可以包含选自以下的至少两种材料：萘衍生物，蒽衍生物，菲衍生物，芘衍生物，苝衍生物，并四苯衍生物，并五苯衍生物，喹吖啶酮衍生物，苉衍生物，衍生物，荧蒽衍生物，酞菁衍生物，亚酞菁衍生物，具有杂环化合物作为配体的金属络合物，以苯并噻吩并噻吩(btbt)衍生物、二萘并噻吩并噻吩(dntt)衍生物、二蒽噻吩并噻吩(datt)衍生物、苯并二苯并噻吩(bbbt)衍生物、噻吩并苯并噻吩(tbbt)衍生物、二苯并噻吩并二苯并噻吩(dbtbt)衍生物、二噻吩并苯并二噻吩(dtbdt)衍生物、二苯并噻吩并二噻吩(dbtdt)衍生物、苯并二噻吩(bdt)衍生物、萘二噻吩(ndt)衍生物、蒽二噻吩(adt)衍生物、并四苯并二噻吩(tdt)衍生物、并五苯并二噻吩(pdt)衍生物为代表的噻吩并苯(thienoacene)材料，和由下面的通式(11)表示的化合物：

26、[化学式1]

27、，

28、其中，r109到r112各自可以独立地表示氢基、烷基、芳基、芳基氨基或咔唑基，homo能级和lumo能级比p型有机半导体的homo能级和lumo能级更高的有机半导体，透明无机金属氧化物，包含氮原子和氧原子以及硫原子的杂环化合物，具有吡啶、吡嗪、嘧啶、三嗪、喹啉、喹喔啉、异喹啉、吖啶、吩嗪、菲咯啉、四唑、吡唑、咪唑、噻唑、噁唑、苯并咪唑、苯并三唑、苯并噁唑、咔唑、苯并呋喃、二苯并呋喃的有机分子、有机金属络合物和亚酞菁衍生物，富勒烯及富勒烯衍生物。

29、所述成像器件可以进一步地包括：第二有机半导体材料，其设置在所述光电转换层和所述上电极之间，其中所述第二有机半导体材料包含以下的至少一种：吡啶、喹啉、吖啶、吲哚、咪唑、苯并咪唑、菲咯啉以及在从400nm到700nm的可见光区域具有吸收且以c60和c70为代表的富勒烯及其衍生物。

30、所述成像器件的所述吲哚并咔唑衍生物可以在一个分子中包括至少两个吲哚环。

31、所述成像器件可以进一步地包括：第二有机半导体材料，其设置在所述光电转换层和所述上电极之间，其中所述上电极包含铟锌氧化物，其中所述下电极包含铟锡氧化物，其中所述光电转换层包含2ph-苯并噻吩并噻吩、亚酞菁和c60，以及其中所述第二有机半导体材料包含以下的至少一种：吡啶、喹啉、吖啶、吲哚、咪唑、苯并咪唑、菲咯啉以及在从400nm到700nm的可见光区域具有吸收且以c60和c70为代表的富勒烯及其衍生物。

32、[发明的有益效果]

33、根据本技术的实施方案，可以改善图像质量和可靠性。进一步地，上面所描述的有益效果完全不受限制并且可以实现本技术中描述的任何效果。

技术特征：

1.一种光检测装置，包括：

2.根据权利要求1所述的光检测装置，

3.根据权利要求2所述的光检测装置，

4.根据权利要求2所述的光检测装置，

5.根据权利要求2所述的光检测装置，

6.根据权利要求1～5中任一项所述的光检测装置，其中所述吲哚并咔唑衍生物的吲哚并咔唑骨架具有分子内对称性和5元吡咯环。

7.根据权利要求1～5中任一项所述的光检测装置，其中所述吲哚并咔唑衍生物的母骨架具有大尺寸并且当向所述母骨架施加热、光和电压时所述吲哚并咔唑衍生物的母骨架无分子旋转。

8.根据权利要求6所述的光检测装置，其中当向所述吲哚并咔唑衍生物的母骨架同时施加热、光和电压时所述母骨架无分子旋转。

9.根据权利要求1～5中任一项所述的光检测装置，其中所述第一有机半导体材料是电子阻挡层。

10.根据权利要求1所述的光检测装置，其中所述第二电极包含铟锌氧化物。

11.根据权利要求1所述的光检测装置，其中所述第一电极包含铟锡氧化物。

12.根据权利要求1所述的光检测装置，其中所述光电转换层包含选自以下的至少两种材料：萘衍生物，蒽衍生物，菲衍生物，芘衍生物，苝衍生物，并四苯衍生物，并五苯衍生物，喹吖啶酮衍生物，苉衍生物，衍生物，荧蒽衍生物，酞菁衍生物，亚酞菁衍生物，具有杂环化合物作为配体的金属络合物，以苯并噻吩并噻吩衍生物、二萘并噻吩并噻吩衍生物、二蒽噻吩并噻吩衍生物、苯并二苯并噻吩衍生物、噻吩并苯并噻吩衍生物、二苯并噻吩并二苯并噻吩衍生物、二噻吩并苯并二噻吩衍生物、二苯并噻吩并二噻吩衍生物、苯并二噻吩衍生物、萘二噻吩衍生物、蒽二噻吩衍生物、并四苯并二噻吩衍生物、并五苯并二噻吩衍生物为代表的根据权利要求1～5中任一项材料，homo能级和lumo能级比p型有机半导体的homo能级和lumo能级更高的有机半导体，透明无机金属氧化物，包含氮原子和氧原子以及硫原子的杂环化合物，具有吡啶、吡嗪、嘧啶、三嗪、喹啉、喹喔啉、异喹啉、吖啶、吩嗪、菲咯啉、四唑、吡唑、咪唑、噻唑、噁唑、苯并咪唑、苯并三唑、苯并噁唑、咔唑、苯并呋喃、二苯并呋喃的有机分子、有机金属络合物和亚酞菁衍生物，富勒烯及富勒烯衍生物，和由下面的通式(11)表示的化合物：

13.根据权利要求1所述的光检测装置，进一步地包括：

14.根据权利要求1所述的光检测装置，其中所述光电转换层包含选自以下的至少一种材料：晶体硅，非晶硅，微晶硅，晶体硒，非晶硒和化合物半导体以及由这些材料形成的量子点。

15.根据权利要求14所述的光检测装置，其中所述化合物半导体为黄铜矿化合物或iii-v族化合物以及cdse、cds、in2se3、in2s3、bi2se3、bi2s3、znse、zns、pbse、pbs。

16.根据权利要求15所述的光检测装置，其中所述黄铜矿化合物为cuingase、cuinse2、cuins2、cuals2、cualse2、cugas2、cugase2、agals2、agalse2、agins2和aginse2；并且所述iii-v族化合物为gaas、inp、algaas、ingap、algainp和ingaasp。

17.根据权利要求1所述的光检测装置，

18.根据权利要求1所述的光检测装置，进一步地包括：

19.根据权利要求18所述的光检测装置，

20.根据权利要求1所述的光检测装置，进一步地包括：

21.一种电子装置，包括：

技术总结
提供了一种成像器件，所述成像器件包括：上电极；下电极；光电转换层，其设置在所述上电极和所述下电极之间；和第一有机半导体材料，其包含吲哚并咔唑衍生物并且设置在所述上电极和所述下电极之间。进一步地，提供了一种电子装置，所述电子装置包括成像器件，所述成像器件包括：上电极；下电极；光电转换层，其设置在所述上电极和所述下电极之间；和第一有机半导体材料，其包含吲哚并咔唑衍生物并且设置在所述上电极和所述下电极之间。

技术研发人员：氏家康晴,室山雅和,坂东雅史,村田昌树,汲田英之,境川佐知子,平田晋太郎,熊谷裕也,加藤裕
受保护的技术使用者：索尼公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15