受光元件用有机薄膜及使用其的受光元件的制作方法

本发明涉及一种用于受光元件的有机薄膜及使用该有机薄膜的受光元件，具体而言，涉及一种包含具有苯并噻吩并吲哚环的化合物的有机薄膜及使用该有机薄膜的受光元件。

背景技术：

1、受光元件广泛用于摄像元件、太阳能电池、光传感器等。其中，作为摄像元件的图像传感器不仅用于电视摄像机和搭载于智能手机的摄像机，还开始用于驾驶辅助系统用摄像机等，其用途、市场均不断在扩大。

2、迄今为止，摄像元件的光电转换材料使用si膜、se膜等无机材料，作为其摄像方法，使用棱镜分色的三反式和使用滤色器的单反式这两种为主流。然而，三反式虽然光利用率高，但由于使用棱镜而不易小型化，单反式则由于不使用棱镜而相对容易小型化，但由于使用滤色器，解析度、光利用率差(例如，参考非专利文献1)。

3、因此，近年来，正在积极进行为了利用使用了有机物的光电转换材料的研究开发。有机物与无机物相比光吸收的波长选择性高，因此，通过组合显示出与三原色分别对应的吸收波长的材料，能够建构不使用棱镜也能够有效利用三原色的光的摄像元件。由此，能够实现光利用效率高且小型的摄像元件。并且，有机系光电转换材料具有如下优点：不仅能够感应可见光，根据材料的选定，还能够感应近红外光、红外光，除此以外，还能够实现无机物无法实现的元件的柔性化、利用涂布工艺的元件的大面积化(非专利文献2)。

4、因此，将有机物用于光电转换材料的受光元件有望用于下一代摄像元件，此类受光元件的例子目前为止报道过几例。例如，报道有使用了喹吖啶酮、喹唑啉衍生物的受光元件(参考专利文献1)、使用了苯并噻吩并苯并噻吩衍生物的受光元件(参考专利文献2)、使用了吲哚并咔唑的受光元件(参考专利文献3)等。

5、专利文献1：日本专利第4945146号公报

6、专利文献2：日本特开2018-170487号公报

7、专利文献3：日本特开2018-085427号公报

8、专利文献4：日本特开2011-187937号公报

9、专利文献5：国际公开第2012/114928号

10、专利文献6：国际公开第2014/038417号

11、非专利文献1：the journal of the institute of image information andtelevision engineers，60,3,291(2006)

12、非专利文献2：adv.mater.28，4766(2016)

13、摄像元件具有作为特性指标的对比度、功率等，为了提高这些特性，需要减少未入射光时流过的电流(暗电流)。作为减少此类暗电流的方法之一，已知有在受光部与电极部之间插入空穴阻挡层、电子阻挡层(以下，统称为“电荷阻挡层”)的方法。这些电荷阻挡层配置于构成元件的电极或具有导电性的膜与层叠于其上的膜之间的界面，具有控制空穴或电子的反向运动的同时将必要的电荷迅速传输到电极、导电性膜的功能。

14、然而，现有的电荷阻挡层存在对制造工艺中施加的热的耐热性不足的问题。例如，在摄像元件的制造工艺中，在滤色器的设置、保护膜的设置、元件的焊接等多数工序中会对电荷阻挡层加热。因此，用于摄像元件的电荷阻挡层需要比用于有机el元件等其他有机电子器件时更高的热稳定性。相对于此，在专利文献4中报道了通过使用玻璃化转变温度(tg)为140℃以上的电子阻挡材料，元件的热稳定性得到提高的内容。然而，专利文献4中实现的耐热性对于受光元件的耐热性而言是不足的。

技术实现思路

1、本发明是鉴于上述情况而完成的，其目的在于提供一种耐热性高且具有良好的空穴传输能力的受光元件用有机薄膜，并且提供一种具有优异的暗电流特性和高转换效率的受光元件。

2、因此，本发明人等为了实现上述目的而进行了深入研究的结果，发现了具有苯并噻吩并吲哚环的化合物具有高玻璃化转变温度，并且发现了通过在苯并噻吩并吲哚环中导入被芴基、联苯基、咔唑基取代的氨基芳基，显现出优异的空穴传输性。而且，发现通过由此类苯并噻吩并吲哚衍生物形成薄膜，实现有助于提高受光元件的空穴传输性、暗电流特性的受光元件用有机薄膜。本发明是基于这种见解而提出的，具体而言，具有以下结构。

3、1)一种受光元件用有机薄膜，其包含由下述通式(1)表示的化合物。

4、[化学式1]

5、

6、(通式(1)中，r1～r16可以彼此相同或互不相同，表示氢原子、氘原子或可以被氘原子取代的碳原子数1～6的直链状或支链状的烷基。r1与r2、r3与r4、r8与r9、r9与r10、r10与r11、r11与r12可以彼此键合而形成苯环，所述苯环的至少一个氢原子可以被氘原子或可以被氘原子取代的碳原子数1～6的直链状或支链状的烷基取代。ar1及ar2可以彼此相同或互不相同，表示由下述通式(a)～(c)中的任一个表示的基团。其中，ar1及ar2中的一个为由通式(c)表示的基团时，另一个为由通式(b)表示的基团。)

7、[化学式2]

8、

9、(通式(a)～(c)中，r21～r24、r31～r39、r41～r45、ra、rb、rc可以彼此相同或互不相同，表示氢原子、氘原子或可以被氘原子取代的碳原子数1～6的直链状或支链状的烷基。r31与r32、r32与r33、r33与r34、r35与r36、r36与r37、r37与r38、r38与r39、r41与r42、r42与r43、r43与r44、r44与r45、与相邻的碳原子键合的2个rb、与相邻的碳原子键合的2个rc可以彼此键合而形成苯环，所述苯环的至少一个氢原子可以被氘原子或可以被氘原子取代的碳原子数1～6的直链状或支链状的烷基取代。3个ra可以相同或不同，3个rb可以相同或不同，4个rc可以相同或不同。*表示与氮原子的键合部位。)

10、2)根据1)所述的受光元件用有机薄膜，其中，

11、在所述通式(1)中，ar1及ar2是由所述通式(a)表示的同一基团。

12、3)根据1)所述的受光元件用有机薄膜，其中，

13、在所述通式(1)中，ar1及ar2是由所述通式(b)表示的同一基团。

14、4)根据1)所述的受光元件用有机薄膜，其中，

15、在所述通式(1)中，ar1是由所述通式(b)表示的基团，ar2是由所述通式(c)表示的基团。

16、5)一种受光元件，其具备1)至4)中任一项所述的受光元件用有机薄膜。

17、6)根据5)所述的受光元件，其具备所述受光元件用有机薄膜作为电子阻挡层。

18、发明效果

19、包含由通式(1)表示的化合物的受光元件用有机薄膜的耐热性高且具有良好的空穴传输能力。通过使用该受光元件用有机薄膜，能够提供一种具有优异的暗电流特性和高转换效率的受光元件。

技术特征：

1.一种受光元件用有机薄膜，其包含由下述通式(1)表示的化合物，

2.根据权利要求1所述的受光元件用有机薄膜，其中，

3.根据权利要求1所述的受光元件用有机薄膜，其中，

4.根据权利要求1所述的受光元件用有机薄膜，其中，

5.一种受光元件，其具备权利要求1至4中任一项所述的受光元件用有机薄膜。

6.根据权利要求5所述的受光元件，其具备所述受光元件用有机薄膜作为电子阻挡层。

技术总结本发明公开一种受光元件用有机薄膜及使用其的受光元件，包含由通式(1)表示的化合物的受光元件用有机薄膜的耐热性高且空穴传输能力优异。R表示氢原子、氘原子或烷基。Ar<supgt;1</supgt;、Ar<supgt;2</supgt;表示通式(a)～(c)中的任一个基团。技术研发人员：岛大和,望月俊二,吉泽由香,桦泽直朗,三枝优太受保护的技术使用者：保土谷化学工业株式会社技术研发日：技术公布日：2024/9/12