シロール誘導体の添加による青色有機光電変換素子の高効率化

摘要

An organic image sensor has expected for a future sensing device owing to the small size and the high resolution. The organic image sensor consists of three organic photoconductive devices with the selective absorption band at three primary colors, respectively. By now, we have investigated an organic photoconductive device fabricated by a spin-coating process. In this study, we researched the relationship between the HOMO level of silole derivative and the performance of the blue-sensitive organic photoconductive device with F8BT as a blue-sensitive material and silole derivative as a dopant. As a result, the external quantum efficiency (EQE) and the S/N increased by doping silole derivative with lower HOMO level than F8BT. This result indicates that an improved device performance was attributed to the high-charge separation efficiency in the photoconductive layer by removing holes from F8BT to silole. We also investigated the influence of the doping concentration of NPh_3-silole on the device characteristics, the highest EQE of 52 % and S/N of 4.3 X 104 were realized at the doping concentration of 50 wt%.%小型で高解像度な次世代のセンシングデバイスとして、有機イメージセンサが期待されている。有機イメージセンサは、3原色の光それぞれに選択的な吸収を有する波長選択型有機光電変換素了せ積層た構造であり、我々はこれまでに塗布法を用いた有機光電変換素了一の検討を進めてきた。本研究では、青色選択的吸収を持つ光電変換材料（F8BT）にシロール誘導体を添加し、シロール誘導体のイオン化ポテンシャルが素一特性に与える影響を評価した。その結果、F8BTに対して低いHighest Occupied Molecular Orbital（HOMO）レベル有するシロール誘導体を添加すると、外部量子効率及びS/Nが増加することが分かった。この結果は、光照射時に生成た正孔がF8BTからシロールに移動することで、光電変換層内での電荷分離効率が高まったためだと結論付けられ。また、最も素了特性が向上したNPh_3-Siloleの添加量依存性を検討した結果、最適な添加量である50wt％の場に-26MV/mの電界下で外部量子効率：52％とS/N：4.3×10~4を得た。