波長選択性をもつ有機光導電膜の特性改善―イメージセンサへの応用に向けて―

波長選択性をもつ有機光導電膜の特性改善

——

イメージセンサへの応用に向けて

——

堺

俊克

†a)

_高木

_友望

†

_堀

_洋祐

†

_清水

_貴央

†

大竹

浩

†

相原

聡

†

Improvement in Performance of Color-selective Organic Photoconductive Films for

Stacked Image Sensor

Toshikatsu SAKAI

†a)

, Tomomi TAKAGI

†

, Yosuke HORI

†

, Takahisa SHIMIZU

†

,

Hiroshi OHTAKE

†

, and Satoshi AIHARA

†

あらまし 我々は，赤(R)，緑 (G)，青 (B) の各色のみを選択的に吸収し光電変換するような，波長選択性を もつ有機光導電膜（有機膜）を用いて，カメラの小型化と高感度化の両立が可能な新しいイメージセンサ「有機 撮像デバイス」の研究を進めている．この有機撮像デバイスでは，入射光の色分離に従来のカラーフィルタでは なく，波長選択性をもつ有機膜を積層した構造を用いることで，カラーフィルタによる光の損失のない高効率な デバイスが実現できる．本論文では，有機撮像デバイスの実現に向けて重要な課題の一つである，R，G，B 各 色用有機膜の特性改善を行った．その結果，片側の電極にAl を用いたテスト素子において，RGB 全ての有機膜 で外部量子効率70%を超える高効率化や暗電流の低減に成功した．更に，透明電極の形成手法や有機材料の見直 しにより，G 用有機膜の上下両側を透明電極で挟んだ構造でピーク量子効率 82%，暗電流 170 pA/cm2_を実現 し，積層イメージセンサに適した高性能な波長選択性有機膜を得ることができた． キーワード 有機光導電膜，イメージセンサ，TFT，積層，波長選択性

1.

ま え が き

近年，映像メディアの多画素化が進んでいる．テレ ビジョン放送においても，3,300万画素の超高精細映 像からなる8Kスーパーハイビジョンの実用化が迫っ ており，それに伴いカメラ用のイメージセンサやディ スプレイなどのデバイスも多画素化が進展している． 一方，イメージセンサが多画素化した際の課題とし ては，カメラの感度の向上が挙げられる．可搬性の高 い小型カメラやスマートフォン用のカメラでは単板式 と呼ばれる色分離方式が用いられている．この方式で は，Si半導体からなる単一のCMOS

(Complemen-tary Metal Oxide Semiconductor)イメージセンサが

用いられ，このセンサ上に形成されたベイヤー配列カ

†NHK放送技術研究所，東京都

Science & Technology Research Laboratories, Japan Broad Casting Corporation 1–10–11 Kinuta, Setagaya-ku, Tokyo, 157–8510 Japan a) E-mail: [email protected] ラーフィルタにより入射光を光の3原色である赤(R)， 緑(G)，青(B)に分離することで，フルカラーの映像 を取得している．しかし，このようなカラーフィルタ による色分離方式では受光面内をRGBに区切るため， 入射したG光のうち，およそ1/2の光量が，B光と R光ではおよそ3/4がカラーフィルタに吸収され，映 像信号としては利用されていない．この光損失の影響 は，画素あたりの入射光量が少ない微細画素のイメー ジセンサにおいて特に顕著になる．例えば，カメラ用 センサとして大判の光学サイズである35 mmフルサ イズにおいても，8Kに必要な3,300万画素数を実現 するためには画素サイズは5µm未満になる．また， スマートフォン用カメラではセンサ小型化のために更 なる画素微細化が求められ，量産品ベースにおいても 画素サイズは光の回折限界に近い1µm程度まで縮小 が進むなど，センサの更なる高感度化が喫緊の課題と なっている[1]． CMOSイメージセンサの感度を向上させる技術と しては，裏面照射型構造が開発されており，既に実用

化されている[2]∼[4]．この構造では，配線層がフォト ダイオードの下に配置されており，光が配線に遮られ ることなくフォトダイオードに入射するため，高い画 素開口率が実現されている．しかしながら，裏面照射 構造においても，色分離には従来と同様にカラーフィ ルタを用いるため，カラーフィルタに由来する光損失 は従来と同様に発生する． そこで，我々は上記のような従来のSiベースイメー ジセンサにおける感度の課題を抜本的に解決するた め，高い開口率を有し，かつカラーフィルタによる光 損失のない新しいイメージセンサを目指し，「有機撮像 デバイス」の研究開発を進めている．本論文では，有 機撮像デバイスにおけるキーテクノロジーの一つであ る，有機光導電膜の特性改善について述べる．特に， 外部量子効率の向上及び暗電流の低減に着目し，有機 材料・層構造について検討し改善を進めた結果につい て述べる．

2.

有機光導電膜のイメージセンサ応用

2. 1 有機光導電膜を積層したイメージセンサ 前章で挙げた課題に対処するため，有機光導電膜 （以下，有機膜）を信号読み出し回路上に積層した種々 の構造の撮像デバイスが提案されている[5]∼[9]．一つ は，可視光全域に感度をもつ白色有機膜とCMOS回路 を組み合わせた方式であり[5], [6]，光電変換部が回路 上に積層されているため画素の開口率をほぼ100%に でき，高感度化に有利である．更に，有機膜を積層し たセンサにおいては，裏面照射型CMOSセンサと同 様の画素開口率向上に加え，光電変換部に従来のSiよ りも光吸収係数の高い有機材料を使用するため厚みを 1µm以下に薄膜化でき，斜め入射光による画素間クロ ストークを抑制できるという利点がある．一方，この 方式ではRGBの色分離には従来と同様にカラーフィ ルタを用いるため，受光面での光損失の影響は残る． また，この方式では，有機膜に印加する電圧を切り替 えることで，可視光域のみの画像と可視光域に近赤外 域の情報を加えた画像を撮像できるという，従来のイ メージセンサにない新しい機能も報告されている[7]． その他に，CMOSイメージセンサ上に有機膜を積層 したハイブリッド方式も提案されている[8], [9]．これ は，RとBの映像はカラーフィルタを形成したCMOS センサで取得し，Gの映像はセンサ上に積層した有 機膜で取得するという方式である．このとき，CMOS センサ上の有機膜ではG光のみが吸収され光電変換 される一方，R光とB光は有機膜を透過し，下層の CMOSセンサに到達する．この方式では，G画素で のカラーフィルタによる光損失は発生しないが，R，B 画素では依然として光損失が発生する． また，有機材料を積層するのではなく，Siの吸収係 数の波長依存性を利用してフォトダイオードを深さ方 向に3層に分離して配置することで，波長ごとの侵入 深さの違いにより色分離を行う方式も提案され，実用 化されている[10], [11]．しかしながら，この方式では 原理的に分光感度がブロードになるため，色分離特性 の向上が望まれる． 2. 2 有機撮像デバイス 我々は，高い開口率を有し，カラーフィルタによる 光損失のない理想的なイメージセンサを目指して，有 機膜を積層した構造の，「有機撮像デバイス」の研究 開発を進めている[12]∼[16]．有機撮像デバイスは，3 原色のうち特定の一つの色成分の光のみを吸収し光電 変換する有機膜を用い，それを3層積層することでデ バイスの深さ方向に色分解するイメージセンサである （図1）．このデバイスは，R，G，Bそれぞれの光のみ を吸収し，電荷に変換する有機膜と，各有機膜で発生 した信号電荷を読み出すための光透過型信号読み出し

TFT（Thin film transistor；薄膜トランジスタ）回

路とが交互に積層された構造を有する． このデバイスでは，積層した各色用有機膜により光 量の検出と色分離が同時に行われるため，カメラの小 型化に適した単板式でありながらカラーフィルタが不 要であるという特徴がある．これにより，単板式でも センサ内の全ての画素でRGB光を受光でき，光利用 効率を大幅に高められるため，画素の微細化による感 度低下を大幅に抑制することが可能となる．更に，色 再現の観点から，各有機膜には映像フォーマット（例： 図 1 有機撮像デバイスの構造

スーパーハイビジョン対応の広色域[17]）に対応した 分光感度特性が求められるため，RGB各層にそれぞ れ適した光吸収・透過特性をもつ有機材料を個別に選 択できる本方式は，良好な色分離特性をもつカラーカ メラの実現に適している．なお，RGB各層の積層順 については，各層の分光特性が全て理想的な場合は， 感度の観点から最も視感度の高いGを最上層に置く ことが望ましいと考えられる．一方で，上層の有機膜 を特定波長域のカットフィルタのように働かせること で，積層順による色分離特性の調整も可能である． これまでに我々は，有機膜3層によるカラー撮像動 作検証用のデバイス（画素ピッチ100µm，128× 96 画素）を試作し，積層した有機膜によりRGBの色分 離と各色の動画像取得が可能であることを実証してき た[18]．また，より高精細な有機撮像デバイスの実現 を目指して，信号読み出しTFTの微細化[19]，層間 絶縁膜を含めたデバイスの薄膜化，デバイス形成プロ セスの改善を行い，画素ピッチを50µmに微細化し たデバイスの試作とそのカラー撮像動作に成功してい る[20]．

3. RGB

各色用有機光導電膜の特性改善

前章で述べた画素ピッチ50 µmのデバイスでは， RGB用有機膜としてそれぞれ，亜鉛フタロシアニン (ZnPc)，キナクリドン(QA)，フラーレンC60 を添 加したクマリン30 (C30:C60)を用いていた．これら の有機膜によりRGB積層型のデバイスが実現可能で あることは確認したが，イメージセンサ応用を考えた 場合，膜の信号/ノイズ(S/N)比を決める外部量子効 率及び暗電流は従来のCMOSイメージセンサ用フォ トダイオードに比べ不十分であり，更なる量子効率の 向上と暗電流低減が必要であった．これらのことから 我々は，効率80%程度，かつ暗電流100 pA/cm2 以 下を目標に開発を進めている．本章では，我々が進め たRGB各色用有機膜の特性改善について述べる．こ こでは光電変換素子として，透明電極を形成したガラ ス基板上に有機層を真空蒸着にて形成し，その後連続 して真空中でAl電極を蒸着した構造の光セルを作製 し（図2），RGB各色用有機膜の特性を評価した．蒸 着は，10−4 Pa∼10−5 Pa台の真空度で行い，基板加 熱は施していない．なお，本章で試作した光セルは， 全て図2のように透明電極側に負電圧を印加して動作 させた．本章で試作した光セルの受光面積は，特に記 述がないものについては全て2× 3 mm2 _{である．ま} 図 2 対向電極にアルミニウムを使用した光セルの構造

Fig. 2 Structure of fabricated photocell with Al counter electrode. た，本章で用いた各種有機材料のエネルギーレベルと 電極材料の仕事関数を図3にまとめて示す．真空準位 のエネルギーを0として，HOMO（最高被占軌道）， LUMO（最低空軌道）のエネルギーレベルを図示して いる．なお，引用文献がない値については，光電子分 光装置にて求めた蒸着薄膜のイオン化ポテンシャルIp の値と，分光光度計により測定したUV-Visスペクト ル吸収端から見積もったバンドギャップEgとイオン 化ポテンシャルの差Eg-Ipの値を記載している． 3. 1 R用有機膜の特性改善 有機膜に電圧を印加した際に流れる暗電流の要因 としては，電極から有機層への電子や正孔の注入が 考えられる．そこで我々は，有機膜と電極の間に，電 荷注入を阻止するブロッキング層を挿入することで， 暗電流の低減を検討した．ブロッキング層を挿入し ないセルと挿入したセルの暗電流特性を図4に示 す．R用有機膜としては，共にZnPcを使用した．ブ ロッキング層を挿入しないセルの構造はITO (厚み 150 nm)/ZnPc (100 nm)/Al (50 nm)とし，ブロッキ ング層を挿入したセルの構造は，ITO (150 nm)/Spiro-2CBP (30 nm)/ZnPc (100 nm)/Alq3 (30 nm)/Al (50 nm)とした． こ こ で ，Spiro-2CBP (2,7-bis(carbazol-9-yl)-9,9-spirobifluorene)を電子ブロッキング層，Alq3（キノ リノールアルミ錯体）を正孔ブロッキング層に用いた． 図に示すように，ブロッキング層の挿入により，暗電 流が大幅に低減できていることが分かる． しかし，イメージセンサ用の有機膜の特性としては， 暗電流が低いだけではなく，効率が高いことも必要と なる．上記のようなZnPcセルにおいては，外部量子効 率が最大でも30%程度であり，高効率化が課題であっ た．そこで，ZnPcに替わる高効率なR用有機膜の探索

図 3 光セルに使用した (a) ブロッキング材料のエネルギーレベルと電極材料の仕事関数，

(b) RGB用光導電材料のエネルギーレベル

Fig. 3 Energy levels/work functions of organic/inorganic materials used in (a) blocking layers, electrodes and (b) photoconductive layers.

図 4 ZnPcセルの暗電流特性

Fig. 4 Dark current density characteristics of photocells using ZnPc. を進めた結果，ホウ素サブナフタロシアニンクロリド (SubNc)を見出した[29]．図5及び図6に作製した2種 類のセルの量子効率及びJ-V 特性をそれぞれ示す．図5 は素子に20 Vの電圧を印加し，50µW/cm2の定エネ ルギー光を入射した際の量子効率である．また，図6に は暗時の特性と，50µW/cm2の単色光(波長650 nm) を照射した際の光電流をプロットした．ここでは，光電 流として，光照射時の電流から暗電流を差し引いた値 （光照射による正味の増加電流）を用いており，以下も 同様である．セルの構造は共に，ITO (150 nm)/Spiro-2CBP (30 nm)/有機膜(100 nm)/Alq3 (30 nm)/Al (50 nm)であり，有機膜材料にはZnPcとSubNcを それぞれ使用した．有機膜材料以外のセル構造は同じ 図 5 ZnPcセル及び SubNc セルの量子効率

Fig. 5 EQE spectra of photocells using ZnPc and SubNc. であるが，SubNcを使用したセルは大幅に光電流が増 加しており，量子効率は約30%から約80%へと大幅に 改善していることが分かる．更に，ZnPcセルと同様 のブロッキング層構成において，暗電流も10 nA/cm2 程度まで低減できている．このようにSubNcセルで は，量子効率及び暗電流特性が改善した一方，青∼ 緑色の波長領域においても比較的高い感度が見られ， ZnPcと比較して波長選択性が劣っていることが分か る．この原因として，SubNcの膜厚あたりの光吸収量 が大きいことが考えられたため，SubNc膜厚を薄く するなどセル構造の最適化を進めた結果，図7に示す ように波長選択性を改善できた．このときのセル構造 は，In-Zn-O (150 nm)/Spiro-2CBP (30 nm)/SubNc

図 6 ZnPcセル及び SubNc セルのJ-V 特性 Fig. 6 J-V characteristics of photocells using ZnPc

and SubNc.

図 7 厚さ 50 nm の SubNc を用いたセルの量子効率及

び石英基板上に成膜した SubNc 単層膜 (40 nm) の 吸光度

Fig. 7 EQE spectrum of photocell using 50-nm-thick SubNc and absorbance of a 40-nm-50-nm-thick SubNc on quartz glass substrate.

(50 nm)/Alq3(30 nm)/Al (50 nm)である（セルの受 光面積は3×3 mm2 ）．膜厚が薄くなった影響で，より 低電圧である15 Vにおいて約80%の量子効率を得る ことに成功した．図7に点線で示したのは，石英基板 上に成膜したSubNc単層膜(厚さ40 nm)の吸光度で あり，吸収ピークと量子効率のピークがほぼ一致して いることから，SubNcで発生した光生成電荷を高効率 に取り出せていると推測できる．また，図8のJ-V 特 性から，15 Vの印加電圧においても，比較的低い暗電 流値である20 nA/cm2 が得られていることが分かる． 3. 2 G用有機膜の特性改善 ここでは，G用有機膜の特性改善について述べる． 図 8 厚さ 50 nm の SubNc セルのJ-V 特性 Fig. 8 J-V characteristics of photocell using 50-nm-thick

SubNc.

図 9 緑色用セルのJ-V 特性

Fig. 9 J-V characteristics of green-light-sensitive

cells. 暗電流低減のため，R用有機膜と同様の電子及び正 孔ブロッキング層であるSpiro-2CBPとAlq3 の適用 を試みた．また，高効率化のために光導電膜への添 加材を検討し，QAに対してアクセプターとして働 くことが期待でき，かつ緑色領域に吸収をもつため G用有機膜としての波長選択性を損なわない材料と して3,4-Dibutyl-5,5-bis(dicyanovinyl)-2,2:5,2 -terthiophene (DCV-3T)を選択した．図9及び図10 にG用有機膜の特性改善の結果を示す．光照射強度は 50µW/cm2 であり，図9の光電流では波長550 nm の光を照射した．図9に示すように，ブロッキング 層のないキナクリドン単層セル：ITO (150 nm)/QA (100 nm)/Al (300 nm)に比べ，ブロッキング層を挿入

図 10 緑色用セルの量子効率．点線と実線はそれぞれ，光 導電膜に QA を用いたセルと QA:DCV-3T を用 いたセルを表す．

Fig. 10 EQE spectra of green-light-sensitive cells. Dashed and solid lines represent photocells using QA and QA:DCV-3T, respectively.

したセル：ITO (150 nm)/Spiro-2CBP (30 nm)/QA

(100 nm)/Alq3 (30 nm)/Al (50 nm)では，大幅に暗 電流が低減されていることが分かる．更に，有機膜に QAとDCV-3Tを1:1のレート比で共蒸着した膜（厚 さ100 nm）を使用することで，量子効率が向上した （図10）．これは，有機薄膜太陽電池におけるバルク へテロジャンクションと同様のメカニズムで，QAと DCV-3T界面において励起子解離が促進されたため と考えられる．一方，この構造のセルの暗電流は20 V 印加時に240 nA/cm2 であり，更なる低減が必要なこ とが分かった． 3. 3 B用有機膜の特性改善 これまでに，B用有機膜としてはC30:C60を用いた セルにおいて，印加電圧10 Vのときに最大で64%の 量子効率とそのときの暗電流22 nA/cm2 _{が得られて} いたが[28]，更なる特性改善を目指し，新たな有機膜 材料としてジナフトチエノチオフェン(DNTT)誘導 体を用いることを検討し，セルを作製・評価した．こ のDNTT誘導体は，クマリン30に近いHOMO及び LUMOエネルギーレベルをもっているため（図3）， 置き換えが比較的容易であると考えた．図11及び 図12に試作したセルの特性を示す．セル構成は， In-Zn-O (150 nm)/Spiro-2CBP (30 nm)/DNTT誘導 体(200 nm)/Alq3(20 nm)/Al (50 nm)とした．図11 に示すように，従来のC30:C60 膜に比べ印加電圧は 高いものの，80%以上の高い量子効率が得られてお 図 11 青色用セルの量子効率

Fig. 11 EQE spectra of blue-light-sensitive cells.

図 12 DNTT誘導体セルのJ-V 特性

Fig. 12 J-V characteristics of photocell using DNTT derivative. り，このときの印加電圧である30 Vにおいても暗電 流値は4 nA/cm2 と非常に低く抑えることができた （図12）．今後，実用に際しては添加材の再検討を行う など，より低電圧での動作を目指していく．

4.

対向電極に透明電極を適用した高効率

な波長選択性有機光電変換素子

これまで述べてきたように，対向電極にAlを使用 した実験用セルではRGB用素子として高効率なもの が見出された．しかしながら，積層デバイスに入射し た光を最大限利用するためには，図13に示すような， 有機層の上下を挟む電極に透明材料を使用した構造の 波長選択性有機光電変換素子（以下，光透過セル）が 必要である．これまでは，光透過セルを形成する際に

図 13 光透過セルの構造．有機膜の上下を透明電極で挟 むため，有機膜に吸収されない波長の可視光は透 過する．

Fig. 13 Structure of colselective photocell with or-ganic photoconductive films sandwiched be-tween transparent electrodes.

ITOをスパッタで形成していたため，上下の電極間 が短絡するなどのスパッタによるダメージが発生して いた．この影響を防ぐため，厚さ数百nm以上の有機 バッファ層を有機膜と上部ITOとの間に挿入してい たが，厚いバッファ層の影響による外部量子効率の低 下が課題となっていた[18]． そこで我々は，より低ダメージなITOの成膜手法と して，EB加熱蒸着法を検討した．一般的に，蒸着法で は蒸発粒子のもつエネルギーが1 eV未満と低いため， スパッタ（数eV程度）に比べ，製膜時のダメージ低減 が期待できる．更に今回用いたEB蒸着装置には，ダ メージの要因となる蒸発源からのX線輻射を抑える構 造の電子源と，蒸発時のITO粒子からの酸素脱離を補 うための酸素プラズマアシスト機構が組み込まれてお り，低ダメージで透明導電膜の製膜が可能である．更 に，バッファ層の薄膜化の検討を行い，材料を従来使 用していたNaphthalene-1,4,5,8-tetracarboxylic Di-anhydride (NTCDA)から 2,3,6,7,10,11-Hexacyano-1,4,5,8,9,12-hexaazatriphenylene (HAT-CN)に変更 した．HAT-CNは有機エレクトロルミネッセンス(EL) 素子の正孔注入材料として用いられ，トップエミッショ ン型有機EL素子において透明な上部電極を形成する 際のバッファ層としても報告例のある頑強な材料であ るため[30]，我々の検討している光透過セルにも適用 可能であると考えた．ここでは，上記手法の適用によ るG用光透過セルの高効率化について述べる．なお， 本章で試作した光セルの受光面積は全て2× 3 mm2 である．

セルの構成は，ITO (150 nm)/Alq3 (30 nm)/QA

図 14 上部電極に Al または ITO を用いた各セルの量子

効率

Fig. 14 EQE spectra of photocells using top Al electrode and top ITO electrode.

(100 nm)/Spiro-2CBP (30 nm)/HAT-CN (50nm)/ EB蒸着ITO (30 nm)とした．このセルでは，有 機層上にEB蒸着でITO電極を形成し，バッファ層 であるHAT-CNの厚みは50 nmと従来のNTCDA (900 nm)に比べて大幅に薄くした．前述のように， ITO成膜では酸素プラズマのアシストにより酸素脱 離を補っている．蒸着時は真空チャンバ内に酸素を導 入し，圧力0.07 Paで成膜した．蒸着中の輻射熱によ る温度上昇を抑えるため，基板を冷却しており，成膜 時の基板温度は最大で110◦C程度であった．また，こ のセルでは従来の素子とはバイアス電圧の印加方向が 逆になっている．これは，HAT-CN側の電極を正孔 取り出し電極として動作させるためである．作製した 光透過セルの量子効率（8 V印加時）を図14に実線 で示す．また，ダメージフリーのリファレンスとして 作製した，ITO (150 nm)/QA (100 nm)/Al (50 nm)

という構造のセルの量子効率（4 V印加時）を点線で 示す．このように，EB蒸着ITOを用いたセルにおい て，ダメージが少ないAl蒸着電極を用いたものと比 べても遜色ない効率が得られた． 次に，G用有機膜を前章で検討したQAとDCV-3T の共蒸着膜に換えた光透過セルを試作し，特性を評価 したところ，最大でピーク量子効率62%を得た．しか しながら，暗電流が540 nA/cm2（20V印加時）と大 きく，これ以上の効率向上が困難であったため，有機膜 材料の見直しを行い，従来のQAに替えて，DCV-3T とのエネルギーレベル差がより大きい新規ドナー材料 を用いた光透過セルを試作した．このドナー材料はG

図 15 上部電極に ITO を用いた高効率な光透過セルの量 子効率

Fig. 15 EQE spectrum of green-light-selective cell sandwiched between transparent ITO elec-trodes.

図 16 上部電極に ITO を用いた高効率な光透過セルの

J-V 特性

Fig. 16 J-V characteristics of green-light-selective

cell sandwiched between transparent ITO electrodes. 光領域に吸収をもち，イオン化ポテンシャルIpの値と UV-Visスペクトル吸収端から見積もったバンドギャッ プEgとイオン化ポテンシャルの差Eg-Ipの値は，それ ぞれ−5.4 eV，−3.1 eVである．試作したセルの量子効 率とJ-V 特性をそれぞれ図15及び図16に示す．セル の構成は，ITO (150 nm)/Alq3(30 nm)/新規ドナー： DCV-3T (200 nm)/Spiro-2CBP (30 nm)/HAT-CN (50nm)/EB蒸着ITO (30 nm)とした．新規ドナーと DCV-3Tは1 : 1のレート比で共蒸着した．バイアス 電圧15 V印加時にピーク効率で82%，かつそのとき の暗電流が170 pA/cm2となり，高効率と低暗電流の 両立を光透過セルにおいて実現した．また，セルの分 光透過率を分光光度計にて計測した結果，例えばセル の感度のほとんどない波長700 nmにおいては90%以 上の透過率が得られている．このように，RGB用有 機膜を積層する有機撮像デバイスの光電変換部として 不可欠な，透明電極で有機層を挟んだ構造においても 光電変換素子の高性能化が実現可能であることを確認 した．

5.

む す び

カメラの小型化と高感度化の両立が可能なイメージ センサである，有機撮像デバイスの実現を目指して， 有機光導電膜の特性改善を進めている．センサの高性 能化には，両側を透明電極で挟んだ素子構造において RGB全ての有機膜での高効率化と低暗電流化が必要 である．今後，有機撮像デバイスの早期実用化に向け ては，有機材料の長期耐久性の詳細な検討や現状1個 である画素内トランジスタの集積化等の信号読み出し 方式の検討，及び現状50µmである画素サイズの更 なる微細化に向けた要素技術が必要であり，更なる研 究開発を進めていく． 謝辞 本研究を進めるにあたり，青色用有機光導電 膜材料をご提供いただいた日本化薬株式会社，並びに 緑色用有機光導電膜材料をご提供いただいた東レ株式 会社に感謝申し上げる． 文 献 [1] 須川成利，他，“情報センシングの研究動向，”映情学誌，

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高木 友望 2010東京農工大大学院工学府電気電子 工学専攻修了．同年日本放送協会入局．現 在，有機撮像デバイスの研究開発に従事． 堀 洋祐 2011金沢大大学院自然科学研究科数物 科学専攻修了．同年日本放送協会入局．有 機撮像デバイスの研究開発に従事． 清水 貴央 2000東京工業大学大学院総合理工学研究 科物質電子化学専攻博士課程修了．2010 日 本放送協会入局．フレキシブル有機 EL ディ スプレイの研究開発に従事．博士（工学）． 大竹 浩 1982東京工学院専門学校テレビ放送工 学科卒．同年日本放送協会入局．固体撮像 デバイスの研究に従事． 相原 聡 2000埼玉大学大学院理工学研究科博士 後期課程修了．同年日本放送協会放送技術 研究所ポストドクター．2001 日本放送協 会入局．有機撮像デバイスの研究開発に従 事．博士（学術）．