[发明专利]光电转换元件和成像装置

说明书

根据本公开的一个实施方案的光电转换元件包括：第一电极(11)；第二电极(13)，其布置成与所述第一电极(11)相对；和有机光电转换层(12)，其设置在所述第一电极(11)与所述第二电极(13)之间，在所述第一电极(11)与所述第二电极(13)之间的预定截面中，所述有机光电转换层(12)在层内具有包含一种有机半导体材料的大于1nm且小于10nm的畴。

技术领域

本公开涉及使用有机半导体材料的光电转换元件以及包括该光电转换元件的成像装置。

背景技术

例如，专利文献1公开了一种光电转换元件，其通过设置在层内具有沿膜厚方向垂直横穿的渗滤结构并且具有平面方向上的畴长小于膜厚方向上的畴长的畴的有机光电转换层，实现了外部量子效率和响应速度的提高。

引用列表

专利文献

专利文献1：国际公开第WO2019/098315号

发明内容

因此，要求使用有机半导体材料的光电转换元件具有改善的响应特性。

期望提供可以改善响应特性的光电转换元件和成像装置。

本公开的实施方案的光电转换元件包括：第一电极；第二电极，其被布置成与所述第一电极相对；和有机光电转换层，其设置在所述第一电极与所述第二电极之间，在所述第一电极与所述第二电极之间的预定截面中，所述有机光电转换层在层内具有包含一种有机半导体材料的大于1nm且小于10nm的畴。

本公开的实施方案的成像装置包括像素，每个所述像素包括一个或多个有机光电转换部，并且包括本公开实施方案的光电转换元件作为一个或多个有机光电转换部。

在本公开实施方案的光电转换元件和本公开实施方案的成像装置中，设置有机光电转换层，该有机光电转换层在第一电极和第二电极之间的预定截面中具有包含一种有机半导体材料的大于1nm且小于10nm的畴。因此，改善了在有机光电转换层中经历电荷分离的电荷的移动。

附图说明

图1是根据本公开的实施方案的光电转换元件的构造的示例的示意性截面图。

图2是图1所示的光电转换元件的单位像素的构造的示意性平面图。

图3是一种有机半导体材料的晶体在[301]方向上观察的模型图。

图4是一种有机半导体材料的晶体在[20-1]方向上观察的模型图。

图5是根据本公开的实施方案的光电转换元件的构造的另一示例的示意性截面图。

图6是图1所示的光电转换元件的制造方法的说明性示意性截面图。

图7是图6之后的步骤的示意性截面图。

图8是根据本公开的变形例1的光电转换元件的构造的示例的示意性截面图。

图9是图8所示的光电转换元件的等效电路图。

图10是构成图8所示的光电转换元件的控制部的晶体管的布置和有机光电转换部的下部电极的示意图。

图11是示出图8所示的光电转换元件的操作示例的时序图。

图12是根据本公开的变形例2的光电转换元件的构造的示例的示意性截面图。

图13A是根据本公开的变形例3的光电转换元件的构造的示例的示意性截面图。

图13B是包括图13A所示的光电转换元件的成像装置的像素构造的示例的示意性平面图。

图14A是根据本公开的变形例4的光电转换元件的构造的示例的示意性截面图。