JPS6247169A - 光センサ - Google Patents
光センサInfo
- Publication number
- JPS6247169A JPS6247169A JP60186897A JP18689785A JPS6247169A JP S6247169 A JPS6247169 A JP S6247169A JP 60186897 A JP60186897 A JP 60186897A JP 18689785 A JP18689785 A JP 18689785A JP S6247169 A JPS6247169 A JP S6247169A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light
- optical sensor
- electrode
- organic semiconductor
- wavelength
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K85/00—Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
- H10K85/30—Coordination compounds
- H10K85/311—Phthalocyanine
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K39/00—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one organic radiation-sensitive element covered by group H10K30/00
- H10K39/30—Devices controlled by radiation
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
- Y02E10/549—Organic PV cells
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Photovoltaic Devices (AREA)
- Light Receiving Elements (AREA)
- Photoreceptors In Electrophotography (AREA)
- Nitrogen Condensed Heterocyclic Rings (AREA)
- Electroluminescent Light Sources (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
この発明は、有機半導体を用いた光センサ、特に、近赤
外光領域の波長６００〜１１０００ｎの光に対して高感
度な光センサに関する。
外光領域の波長６００〜１１０００ｎの光に対して高感
度な光センサに関する。
（従来の技術）
従来よりシリコン等の無機半導体のｐ−ｎ接合を用いて
太陽電池やイメージセンサ等の光センサが実用化されて
いる。
太陽電池やイメージセンサ等の光センサが実用化されて
いる。
一方、ある種の有機化合物は半導体の性質を示すことが
知られている。このような有機化合物は有機半導体と称
され、この有機半導体を用いた種々の光センサが提案さ
れている。この有機半導体を用いれば可撓性を必要とす
るセンサの実現が可能であり、又、大面積なセンサが作
製出来ること、さらに、この有機半導体は材料コストが
安くかつ加工が容易なため、低価格なセンサが作製出来
ること等の理由で、多方面への応用が期待出来る。
知られている。このような有機化合物は有機半導体と称
され、この有機半導体を用いた種々の光センサが提案さ
れている。この有機半導体を用いれば可撓性を必要とす
るセンサの実現が可能であり、又、大面積なセンサが作
製出来ること、さらに、この有機半導体は材料コストが
安くかつ加工が容易なため、低価格なセンサが作製出来
ること等の理由で、多方面への応用が期待出来る。
このような有機半導体を用いた光センサは、例えば文献
（アプライド フィジックス レターズ（Ａｐｐｌｉｅ
ｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ Ｌｅｔｔｅｒｓ ） ３８ （２
） （１９８１） Ｐ。
（アプライド フィジックス レターズ（Ａｐｐｌｉｅ
ｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ Ｌｅｔｔｅｒｓ ） ３８ （２
） （１９８１） Ｐ。
８５〜８６）に開示されている。この光センサは、メロ
シアニン色素とアルミニウムとのショットキー接合を利
用したものであり、その構造は、絶縁性下地としてのポ
リエステルフィルム上に、第一電極としてのＩＴＯ透明
電極膜が形成されていて、この第一電極−にに、真空蒸
着法により、メロシアニン色素からなる有機半導体層が
形成され、さらに、この有機半導体層−１二には第二電
極としてのアルミニウム電極が形成された構造である。
シアニン色素とアルミニウムとのショットキー接合を利
用したものであり、その構造は、絶縁性下地としてのポ
リエステルフィルム上に、第一電極としてのＩＴＯ透明
電極膜が形成されていて、この第一電極−にに、真空蒸
着法により、メロシアニン色素からなる有機半導体層が
形成され、さらに、この有機半導体層−１二には第二電
極としてのアルミニウム電極が形成された構造である。
このメロシアニン色素の構造式を下記（ＩＩ ）に示す
。
。
又、この光センサの光電流スペクトルを、縦軸に光電流
を任意スケールでとり、横軸に光センサに照射される光
の波長をとり、光の波長に対する光電流をプロットして
第４図に示す。このメロシアニン色素を有機半導体層と
して構成した光センサは４００〜６００ｎｍの波長の光
に対して優れた感度を示す。
を任意スケールでとり、横軸に光センサに照射される光
の波長をとり、光の波長に対する光電流をプロットして
第４図に示す。このメロシアニン色素を有機半導体層と
して構成した光センサは４００〜６００ｎｍの波長の光
に対して優れた感度を示す。
（発明が解決しようとする問題点）
しかしながら、従来の有機半導体を用いた光センサでは
近赤外線領域での感度に優れた光センサが得られなかっ
たため、近赤外線領域では有機半導体を用いた光センサ
を使用出来ないという問題点があった。一方、高出力で
高安定というような良好な特性を有する発光素子の開発
は、光通信の光ファイバを低損失とすることが出来る波
長帯である、近赤外領域で発光する素子を中心として行
われている。従って、有機半導体を用いた光センサが有
する、可撓性と、大面積のものが製作可能なこと、低価
格化が可能なこと等の特性を生かした、近赤外領域で高
感度な有機半導体を用いた光センサの開発が望まれてい
た。
近赤外線領域での感度に優れた光センサが得られなかっ
たため、近赤外線領域では有機半導体を用いた光センサ
を使用出来ないという問題点があった。一方、高出力で
高安定というような良好な特性を有する発光素子の開発
は、光通信の光ファイバを低損失とすることが出来る波
長帯である、近赤外領域で発光する素子を中心として行
われている。従って、有機半導体を用いた光センサが有
する、可撓性と、大面積のものが製作可能なこと、低価
格化が可能なこと等の特性を生かした、近赤外領域で高
感度な有機半導体を用いた光センサの開発が望まれてい
た。
この発明の目的は、近赤外領域において広帯域に高感度
な特性を有する有機半導体を用いた光センサを提供する
ことにある。
な特性を有する有機半導体を用いた光センサを提供する
ことにある。
（問題点を解決するための手段）
この目的の達成を図るため、この発明によれば、光電変
換層として有機半導体層を用し）だ光センサにおいて、 この有機半導体層を下記の構造式（ｍ）で表わされるク
ロロインジウムナフタロシアニンとしたことを特徴とす
る。
換層として有機半導体層を用し）だ光センサにおいて、 この有機半導体層を下記の構造式（ｍ）で表わされるク
ロロインジウムナフタロシアニンとしたことを特徴とす
る。
（作用）
このような構成によれば、クロロインジウムナフタロシ
アニンは、波−１６００〜１１０００ｎの光を吸収する
性質を有しているから、この波長領域の光を吸収するこ
とにより、クロロインジウムナフタロシアニン層の電子
がエネルギー的に高い状態に励起される。又、電子が抜
けた跡には正孔が生ずる。このように、電子会正孔対が
形成されるため光電変換が起こり、第一電極と第二電極
との間に電圧が生じる。従って、近赤外光領域の６００
〜１１０００ｎの波長の光に対して高感度な光センサ素
子を得ることが出来る。
アニンは、波−１６００〜１１０００ｎの光を吸収する
性質を有しているから、この波長領域の光を吸収するこ
とにより、クロロインジウムナフタロシアニン層の電子
がエネルギー的に高い状態に励起される。又、電子が抜
けた跡には正孔が生ずる。このように、電子会正孔対が
形成されるため光電変換が起こり、第一電極と第二電極
との間に電圧が生じる。従って、近赤外光領域の６００
〜１１０００ｎの波長の光に対して高感度な光センサ素
子を得ることが出来る。
（実施例）
以下、図面を参照してこの発明の一実施例につき説明す
る。
る。
尚１これらの図はこの発明が理解出来る程度に概略的に
示しであるにすぎず、各構成成分の寸法、形状及び配置
関係は図示例に限定されるものではない。
示しであるにすぎず、各構成成分の寸法、形状及び配置
関係は図示例に限定されるものではない。
第１図は、この発明の光センサの構造の−実施例を示す
断面図ある。
断面図ある。
第１図において、１１は絶縁性下地とし例えばガラス基
板を示す。このガラス基板１１上に、蒸着法等の好適な
方法により、第一電極１３として例えばＩＴＯ透明電極
が設けられている。さらに、この透明電極１３ Ｊ〕に
、蒸着法により有機半導体層１５として下記構造式（Ｉ
Ｖ）で表わされるクロロインジウムナフタロシアニン薄
膜が０．１ｇｍの膜厚で設けらており、さらに、この有
機半導体層１５上に第二電極１７として例えばアルミニ
ウム背面電極が設けられている。
板を示す。このガラス基板１１上に、蒸着法等の好適な
方法により、第一電極１３として例えばＩＴＯ透明電極
が設けられている。さらに、この透明電極１３ Ｊ〕に
、蒸着法により有機半導体層１５として下記構造式（Ｉ
Ｖ）で表わされるクロロインジウムナフタロシアニン薄
膜が０．１ｇｍの膜厚で設けらており、さらに、この有
機半導体層１５上に第二電極１７として例えばアルミニ
ウム背面電極が設けられている。
このように構成された光センサに、ガラス基板１１側か
ら、５０ ｐＬＷ／ ｃ ｍ２の光強度で、かつ、波長
を６００〜１１０００ｎの範囲で変化させて、単色光を
照射する。この時、ガラス基板１１及び透明電極１３を
透過したこの単色光が、有機半導体層１５に吸収されて
起こる光電変換により透明電極１３と背面電極１７との
間に発生する電圧（以下、開放端電圧と称する）を測定
した。第２図は、縦軸に電圧をとり、横軸に波長をとり
、光センサに照射した光の波長に対する、両電極間に発
生する開放端電圧をプロットして示した特性曲線図であ
る。第２図からも明らかなように、クロロインジウムナ
フタロシアニン薄膜の光吸収スペクトルに対応した、近
赤外線領域の６００〜１１０００ｎの波長の光に対して
、透明電極１３と背面電極１７との間に１ｍＶ以上の開
放端電圧が発生した。
ら、５０ ｐＬＷ／ ｃ ｍ２の光強度で、かつ、波長
を６００〜１１０００ｎの範囲で変化させて、単色光を
照射する。この時、ガラス基板１１及び透明電極１３を
透過したこの単色光が、有機半導体層１５に吸収されて
起こる光電変換により透明電極１３と背面電極１７との
間に発生する電圧（以下、開放端電圧と称する）を測定
した。第２図は、縦軸に電圧をとり、横軸に波長をとり
、光センサに照射した光の波長に対する、両電極間に発
生する開放端電圧をプロットして示した特性曲線図であ
る。第２図からも明らかなように、クロロインジウムナ
フタロシアニン薄膜の光吸収スペクトルに対応した、近
赤外線領域の６００〜１１０００ｎの波長の光に対して
、透明電極１３と背面電極１７との間に１ｍＶ以上の開
放端電圧が発生した。
次に、この光センサに、そのガラス基板１１側から、波
長を８７０ｎｍと固定した光で、その光強度を０．１〜
２００ｐＷ／ｃｍ２ の範囲で変化させて、光を照射す
る。この時透明電極１３と背面電極１７との間に発生す
る開放端電圧を測定する。第３図は、縦軸に電圧をとり
、横軸に光強度をとり、光センサに照射する光の強度に
対する開放端電圧をプロットして示した特性曲線図であ
る。開放端電圧は光強度に比例して変化することがわか
った。
長を８７０ｎｍと固定した光で、その光強度を０．１〜
２００ｐＷ／ｃｍ２ の範囲で変化させて、光を照射す
る。この時透明電極１３と背面電極１７との間に発生す
る開放端電圧を測定する。第３図は、縦軸に電圧をとり
、横軸に光強度をとり、光センサに照射する光の強度に
対する開放端電圧をプロットして示した特性曲線図であ
る。開放端電圧は光強度に比例して変化することがわか
った。
尚、−」二連した実施例においては、クロロインジウム
ナフタロシアニンの膜厚を０．１ｐｍとして光センサを
作製したが、この膜厚は実施例の膜厚に限定されるもの
ではなく、光センサに要求される特性に応じた所望の膜
厚とすることが出来る。
ナフタロシアニンの膜厚を０．１ｐｍとして光センサを
作製したが、この膜厚は実施例の膜厚に限定されるもの
ではなく、光センサに要求される特性に応じた所望の膜
厚とすることが出来る。
又、上述した実施例において、絶縁性下地をガラス基板
としたが、他の材料例えばポリエステルフィルムのよう
な可撓性を有する下地としても良い。又、第一電極とし
た透明電極と、第二電極としたアルミニウム配面電極と
を入換えて、透明電極側から光照射をするように光セン
サを構成すれば、絶縁性下地は、特に透明な材質でなく
とも良い。
としたが、他の材料例えばポリエステルフィルムのよう
な可撓性を有する下地としても良い。又、第一電極とし
た透明電極と、第二電極としたアルミニウム配面電極と
を入換えて、透明電極側から光照射をするように光セン
サを構成すれば、絶縁性下地は、特に透明な材質でなく
とも良い。
又、アルミニウムで構成した背面電極を、例えば、イン
ジウム又はマグネシウム等としても良い。
ジウム又はマグネシウム等としても良い。
（発明の効果）
上述した説明からも明らかなように、この発明によれば
、有機半導体を用いた光センサにおいて、有機半導体層
をクロロインジウムナフタロシアニンとしである。
、有機半導体を用いた光センサにおいて、有機半導体層
をクロロインジウムナフタロシアニンとしである。
こノクロロインジウムナフタロシアニンは、波長６００
〜１１０００ｎの光を吸収する性質を有しているから、
この波長領域の光を吸収する。
〜１１０００ｎの光を吸収する性質を有しているから、
この波長領域の光を吸収する。
従って、この光吸収により有機半導体層で光電変換が起
こり、第一電極と第二電極との間に電圧が生じる。
こり、第一電極と第二電極との間に電圧が生じる。
これがため、近赤外光領域の６００〜
１１０００ｎの波長の光に対して高感度な光センサ素子
を提供することが出来る。
を提供することが出来る。
従って、この発明の光センサを用いれば、近赤外領域で
使用出来、可撓性を有し、大面桔で、かつ、低価格なイ
メージセンサ等が実現出来る。
使用出来、可撓性を有し、大面桔で、かつ、低価格なイ
メージセンサ等が実現出来る。
第１図はこの発明の光センサの一実施例を示す断面図、
第２図はこの発明の光センサの光波長に対する光電変換
特性を示す特性曲線図、 第３図はこの発明の光センサの一定波長での光強度に対
する光電変換特性を示す特性曲線図、第４図は従来の光
センサの説明に供する線図である。 １１・・・絶縁性下地（ガラス基板） １３・・・第一電極（ＩＴＯ透明電極）１５・・・有機
半導体層（クロロインジウムナフタロシアニン） １７・・・第二電極（アルミニウム背面電極）。 特許出願人 沖電気工業株式会社ｌｌ°昶１壷を
生下文亡（カ゛う入基才及）１３゛茅−償利ν （工丁
Ｏ祷り月（極ン／ご「 号１ｍ：手導づシト・７勺； １７：第二を１ケ（γ］し５ニアＡ嘴９動１＆）この全
６月の光せ〉プの噌め囚 第１図 Ｌ５１１． ／ｉ （ｆｔＶＪ／ｃｍ２）Ｉθ
〃θ ｌθ０７０θ津 −＆ （ｎｙｎ） Ａ差水の光ｔンＴ０説明１：イ共する４ｉ］第４図
特性を示す特性曲線図、 第３図はこの発明の光センサの一定波長での光強度に対
する光電変換特性を示す特性曲線図、第４図は従来の光
センサの説明に供する線図である。 １１・・・絶縁性下地（ガラス基板） １３・・・第一電極（ＩＴＯ透明電極）１５・・・有機
半導体層（クロロインジウムナフタロシアニン） １７・・・第二電極（アルミニウム背面電極）。 特許出願人 沖電気工業株式会社ｌｌ°昶１壷を
生下文亡（カ゛う入基才及）１３゛茅−償利ν （工丁
Ｏ祷り月（極ン／ご「 号１ｍ：手導づシト・７勺； １７：第二を１ケ（γ］し５ニアＡ嘴９動１＆）この全
６月の光せ〉プの噌め囚 第１図 Ｌ５１１． ／ｉ （ｆｔＶＪ／ｃｍ２）Ｉθ
〃θ ｌθ０７０θ津 −＆ （ｎｙｎ） Ａ差水の光ｔンＴ０説明１：イ共する４ｉ］第４図
Claims (1)
- （１）光電変換層として有機半導体層を用いた光センサ
において、 該有機半導体層を下記構造式（ I ）で表わされるクロ
ロインジウムナフタロシアニンとしたことを特徴とする
光センサ。 ▲数式、化学式、表等があります▼（ I ）
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60186897A JPS6247169A (ja) | 1985-08-26 | 1985-08-26 | 光センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60186897A JPS6247169A (ja) | 1985-08-26 | 1985-08-26 | 光センサ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6247169A true JPS6247169A (ja) | 1987-02-28 |
| JPH0587033B2 JPH0587033B2 (ja) | 1993-12-15 |
Family
ID=16196598
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60186897A Granted JPS6247169A (ja) | 1985-08-26 | 1985-08-26 | 光センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6247169A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6438753A (en) * | 1987-04-22 | 1989-02-09 | Hitachi Chemical Co Ltd | Electrophotographic sensitive body |
| JP2004335610A (ja) * | 2003-05-02 | 2004-11-25 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | 有機半導体デバイス |
| JP2008091694A (ja) * | 2006-10-03 | 2008-04-17 | Seiko Electric Co Ltd | 有機半導体光検出器 |
| JP2010003902A (ja) * | 2008-06-20 | 2010-01-07 | Fujifilm Corp | 光電変換材料、光電変換素子及び固体撮像素子 |
| WO2016027675A1 (ja) * | 2014-08-20 | 2016-02-25 | 東レ株式会社 | 光電変換素子ならびにそれを用いたイメージセンサ、太陽電池、単色検知センサおよびフレキシブルセンサ |
-
1985
- 1985-08-26 JP JP60186897A patent/JPS6247169A/ja active Granted
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6438753A (en) * | 1987-04-22 | 1989-02-09 | Hitachi Chemical Co Ltd | Electrophotographic sensitive body |
| JP2004335610A (ja) * | 2003-05-02 | 2004-11-25 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | 有機半導体デバイス |
| JP2008091694A (ja) * | 2006-10-03 | 2008-04-17 | Seiko Electric Co Ltd | 有機半導体光検出器 |
| JP2010003902A (ja) * | 2008-06-20 | 2010-01-07 | Fujifilm Corp | 光電変換材料、光電変換素子及び固体撮像素子 |
| WO2016027675A1 (ja) * | 2014-08-20 | 2016-02-25 | 東レ株式会社 | 光電変換素子ならびにそれを用いたイメージセンサ、太陽電池、単色検知センサおよびフレキシブルセンサ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0587033B2 (ja) | 1993-12-15 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |