油墨、油墨的固化膜以及光电转换元件的制作方法

专利2022-06-28  120


本发明涉及油墨、油墨的固化膜以及光电转换元件。
背景技术
:以往,已知具有包含p型半导体材料和n型半导体材料的活性层的太阳能电池,并已知利用包含这些半导体材料和特定溶剂的组合的油墨组合物来形成活性层的技术(专利文献1)。现有技术文献专利文献专利文献1:国际公开第2016/076213号技术实现要素:发明所要解决的课题光电转换元件在施加反向偏置电压的状态下被照射光时,有光电流流通,能够作为光检测元件发挥功能。为了提高光检测元件的检测灵敏度,要求提高光电转换元件的外量子效率。另外,光电转换元件能够作为太阳能电池发挥功能。利用自然能的太阳能电池在发电时不消耗化石燃料等资源,并且不会排放温室效应气体。因此,太阳能电池作为利用绿色能源的电力供给源受到期待,要求提高其性能。因此,在使光电转换元件作为太阳能电池发挥功能的情况下,也同样地要求光电转换元件具有更高的外量子效率。用于解决课题的手段为了解决上述课题,本发明人进行了深入研究,结果发现,使用包含特定溶剂的油墨能够提高形成有活性层的光电转换元件的外量子效率,从而完成了本发明。即,本发明提供下述方案。[1]一种油墨,其包含p型半导体材料、n型半导体材料、作为含氮杂环式化合物的第1溶剂、以及作为芳香族烃的第2溶剂。[2]如[1]所述的油墨,其中,n型半导体材料为富勒烯衍生物。[3]如[1]或[2]所述的油墨,其中,含氮杂环式化合物包含6元环结构,上述6元环结构包含1个或2个杂原子,上述1个或2个杂原子分别为氮原子。[4]如[3]所述的油墨,其中,6元环结构为吡啶环结构、四氢吡啶环结构、哌啶环结构或者吡嗪环结构。[5]如[1]~[4]中任一项所述的油墨,其中,第1溶剂为选自由具有或不具有取代基的喹啉、具有或不具有取代基的1,2,3,4-四氢喹啉、以及具有或不具有取代基的喹喔啉组成的组中的1种以上。[6]如[1]~[5]中任一项所述的油墨,其中,第1溶剂相对于第2溶剂的重量比例(第1溶剂/第2溶剂)为1/99以上20/80以下。[7]如[1]~[6]中任一项所述的油墨,其中,油墨中的第1溶剂和第2溶剂的合计重量百分数为95重量%以上99重量%以下。[8]如[1]~[7]中任一项所述的油墨,其中,上述油墨用于形成光电转换元件的活性层。[9]一种固化膜,其是[1]~[8]中任一项所述的油墨的固化膜。[10]一种光电转换元件,上述光电转换元件依次包含第1电极、包含p型半导体材料和n型半导体材料的活性层、以及第2电极,上述活性层为[9]所述的固化膜。[11]如[10]所述的光电转换元件,其中,上述光电转换元件为光检测元件。[12]一种图像传感器,其包含[10]或[11]所述的光电转换元件。[13]一种指纹识别装置,其包含[10]或[11]所述的光电转换元件。[14]一种固化膜的制造方法,其包括工序(i)和工序(ii),工序(i)中,将[1]~[8]中任一项所述的油墨涂布在涂布对象上而得到涂膜;工序(ii)中,从所得到的涂膜中除去溶剂。[15]一种光电转换元件的制造方法,其是依次包含第1电极、包含p型半导体材料和n型半导体材料的活性层、以及第2电极的光电转换元件的制造方法,上述制造方法中,包括形成上述活性层的工序,形成上述活性层的工序包括工序(i)和工序(ii),工序(i)中,将[1]~[8]中任一项所述的油墨涂布在涂布对象上而得到涂膜;工序(ii)中,从所得到的涂膜中除去溶剂。发明的效果本发明能够提高光电转换元件的外量子效率。附图说明图1是示出本发明的光电转换元件的一个实施方式的示意图。图2是示意性地示出固态摄像装置用的图像检测部的构成例的图。图3是示意性地示出与显示装置一体地构成的指纹检测部的构成例的图。具体实施方式以下示出实施方式和例示物对本发明进行详细说明。但是,本发明并不限于以下说明的实施方式和例示物,可以在不脱离权利要求及其等价范围的范围内任意地变更来实施。[1.共通的术语的说明]本说明书中,“高分子化合物”是指具有分子量分布、聚苯乙烯换算数均分子量为1×103以上1×108以下的聚合物。高分子化合物中包含的结构单元合计为100摩尔%。本说明书中,“结构单元”是指在高分子化合物中存在1个以上的单元。本说明书中,“氢原子”可以为轻氢原子、也可以为重氢原子。本说明书中,“卤原子”包含氟原子、氯原子、溴原子以及碘原子。本说明书中,除非另有说明,“烷基”可以为直链状、支链状以及环状中的任一种。直链状的烷基的碳原子数不包含取代基的碳原子数通常为1~50、优选为1~30、更优选为1~20。支链状或环状的烷基的碳原子数不包含取代基的碳原子数通常为3~50、优选为3~30、更优选为4~20。烷基具有或不具有取代基。作为烷基的具体例,可以举出:甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、叔丁基、正戊基、异戊基、2-乙基丁基、正己基、环己基、正庚基、环己基甲基、环己基乙基、正辛基、2-乙基己基、3-正丙基庚基、金刚烷基、正癸基、3,7-二甲基辛基、2-乙基辛基、2-正己基癸基、正十二烷基、十四烷基、十六烷基、十八烷基、二十烷基等非取代烷基;三氟甲基、五氟乙基、全氟丁基、全氟己基、全氟辛基、3-苯基丙基、3-(4-甲基苯基)丙基、3-(3,5-二正己基苯基)丙基、6-乙氧基己基等取代烷基。“芳基”是指从具有或不具有取代基的芳香族烃上除去1个与构成环的碳原子直接键合的氢原子后残留的原子团。芳基具有或不具有取代基。作为芳基的具体例,可以举出苯基、1-萘基、2-萘基、1-蒽基、2-蒽基、9-蒽基、1-芘基、2-芘基、4-芘基、2-芴基、3-芴基、4-芴基、2-苯基苯基、3-苯基苯基、4-苯基苯基、以及这些基团中的氢原子被烷基、烷氧基、芳基、氟原子等取代而成的基团。“烷氧基”可以为直链状、支链状以及环状中的任一种。直链状的烷氧基的碳原子数不包含取代基的碳原子数通常为1~40、优选为1~10。支链状或环状的烷氧基的碳原子数不包含取代基的碳原子数通常为3~40、优选为4~10。烷氧基具有或不具有取代基。作为烷氧基的具体例,可以举出甲氧基、乙氧基、正丙氧基、异丙氧基、正丁氧基、异丁氧基、叔丁氧基、正戊氧基、正己氧基、环己氧基、正庚氧基、正辛氧基、2-乙基己氧基、正壬基氧基、正癸基氧基、3,7-二甲基辛氧基以及月桂基氧基。“芳氧基”的碳原子数不包含取代基的碳原子数通常为6~60、优选为6~48。芳氧基具有或不具有取代基。作为芳氧基的具体例,可以举出苯氧基、1-萘基氧基、2-萘基氧基、1-蒽基氧基、9-蒽基氧基、1-芘基氧基、以及这些基团中的氢原子被烷基、烷氧基、氟原子等取代而成的基团。“烷硫基”可以为直链状、支链状以及环状中的任一种。直链状的烷硫基的碳原子数不包含取代基的碳原子数通常为1~40、优选为1~10。支链状和环状的烷硫基的碳原子数不包含取代基的碳原子数通常为3~40、优选为4~10。烷硫基具有或不具有取代基。作为烷硫基的具体例,可以举出甲硫基、乙硫基、丙硫基、异丙硫基、丁硫基、异丁硫基、叔丁硫基、戊硫基、己硫基、环己硫基、庚硫基、辛硫基、2-乙基己硫基、壬硫基、癸硫基、3,7-二甲基辛硫基、月桂硫基以及三氟甲硫基。“芳硫基”的碳原子数不包含取代基的碳原子数通常为6~60、优选为6~48。芳硫基具有或不具有取代基。作为芳硫基的示例,可以举出苯硫基、c1~c12烷氧基苯硫基(c1~c12表示紧随其后记载的基团的碳原子数为1~12。以下也同样)、c1~c12烷基苯硫基、1-萘硫基、2-萘硫基以及五氟苯硫基。“p价杂环基”(p表示1以上的整数)是指从具有或不具有取代基的杂环式化合物上除去与构成环的碳原子或杂原子直接键合的氢原子中的p个氢原子后残留的原子团。p价杂环基中,优选“p价芳香族杂环基”。“p价芳香族杂环基”是指从具有或不具有取代基的芳香族杂环式化合物上除去与构成环的碳原子或杂原子直接键合的氢原子中的p个氢原子后残留的原子团。作为杂环式化合物可以具有的取代基,例如可以举出卤原子、烷基、芳基、烷氧基、芳氧基、烷硫基、芳硫基、1价杂环基、取代氨基、酰基、亚胺残基、酰胺基、酰亚胺基、取代氧基羰基、烯基、炔基、氰基以及硝基。芳香族杂环式化合物中,除了杂环本身表现芳香性的化合物以外,还包括虽然杂环本身不表现芳香性但在杂环上稠合有芳香环的化合物。芳香族杂环式化合物中,作为杂环本身表现芳香性的化合物的具体例,可以举出噁二唑、噻二唑、噻唑、噁唑、噻吩、吡咯、磷杂环戊二烯、呋喃、吡啶、吡嗪、嘧啶、三嗪、哒嗪、喹啉、异喹啉、咔唑以及二苯并磷杂环戊二烯。芳香族杂环式化合物中,作为芳香族杂环本身不表现芳香性但在杂环上稠合有芳香环的化合物的具体例,可以举出吩噁嗪、吩噻嗪、二苯并硼杂环戊二烯、二苯并噻咯以及苯并吡喃。1价杂环基的碳原子数不包含取代基的碳原子数通常为2~60、优选为4~20。1价杂环基具有或不具有取代基,作为1价杂环基的具体例,例如可以举出噻吩基、吡咯基、呋喃基、吡啶基、哌啶基、喹啉基、异喹啉基、嘧啶基、三嗪基、以及这些基团中的氢原子被烷基、烷氧基等取代而成的基团。“取代氨基”是指具有2个取代基的氨基。作为氨基所具有的取代基的示例,可以举出烷基、芳基以及1价杂环基,优选烷基、芳基或1价杂环基。取代氨基的碳原子数通常为2~30。作为取代氨基的示例,可以举出二甲基氨基、二乙基氨基等二烷基氨基;二苯基氨基、双(4-甲基苯基)氨基、双(4-叔丁基苯基)氨基、双(3,5-二叔丁基苯基)氨基等二芳基氨基。“酰基”的碳原子数通常为2~20左右、优选碳原子数为2~18。作为酰基的具体例,可以举出乙酰基、丙酰基、丁酰基、异丁酰基、新戊酰基、苯甲酰基、三氟乙酰基以及五氟苯甲酰基。“亚胺残基”是指从亚胺化合物上除去1个与构成碳原子-氮原子双键的碳原子或氮原子直接键合的氢原子后残留的原子团。“亚胺化合物”是指在分子内具有碳原子-氮原子双键的有机化合物。作为亚胺化合物的示例,可以举出醛亚胺、酮亚胺、以及醛亚胺中的与构成碳原子-氮原子双键的氮原子键合的氢原子被烷基等取代而成的化合物。亚胺残基通常碳原子数为2~20左右、优选碳原子数为2~18。作为亚胺残基的示例,可以举出下述结构式所表示的基团。[化1]“酰胺基”是指从酰胺上除去1个与氮原子键合的氢原子后残留的原子团。酰胺基的碳原子数通常为1~20左右、优选为1~18。作为酰胺基的具体例,可以举出甲酰胺基、乙酰胺基、丙酰胺基、丁酰胺基、苯甲酰胺基、三氟乙酰胺基、五氟苯甲酰胺基、二甲酰胺基、二乙酰胺基、二丙酰胺基、二丁酰胺基、二苯甲酰胺基、二(三氟乙酰胺基)以及二(五氟苯甲酰胺基)。“酰亚胺基”是指从酰亚胺上除去1个与氮原子键合的氢原子后残留的原子团。酰亚胺基的碳原子数通常为4~20左右。作为酰亚胺基的具体例,可以举出以下所示的基团。[化2]“取代氧基羰基”是指r’-o-(c=o)-所表示的基团。此处,r’表示烷基、芳基、芳烷基或1价杂环基。取代氧基羰基的碳原子数通常为2~60左右、优选碳原子数为2~48。作为取代氧基羰基的具体例,可以举出甲氧基羰基、乙氧基羰基、丙氧基羰基、异丙氧基羰基、丁氧基羰基、异丁氧基羰基、叔丁氧基羰基、戊氧基羰基、己氧基羰基、环己氧基羰基、庚氧基羰基、辛氧基羰基、2-乙基己氧基羰基、壬氧基羰基、癸氧基羰基、3,7-二甲基辛氧基羰基、十二烷基氧基羰基、三氟甲氧基羰基、五氟乙氧基羰基、全氟丁氧基羰基、全氟己氧基羰基、全氟辛氧基羰基、苯氧基羰基、萘氧基羰基以及吡啶氧基羰基。“烯基”可以为直链状、支链状以及环状中的任一种。直链状的烯基的碳原子数不包含取代基的碳原子数通常为2~30、优选为3~20。支链状或环状的烯基的碳原子数不包含取代基的碳原子数通常为3~30、优选为4~20。烯基具有或不具有取代基。作为烯基的具体例,可以举出乙烯基、1-丙烯基、2-丙烯基、2-丁烯基、3-丁烯基、3-戊烯基、4-戊烯基、1-己烯基、5-己烯基、7-辛烯基、以及这些基团中的氢原子被烷基、烷氧基等取代而成的基团。“炔基”可以为直链状、支链状以及环状中的任一种。直链状的炔基的碳原子数不包含取代基的碳原子数通常为2~20、优选为3~20。支链状或环状的炔基的碳原子数不包含取代基的碳原子数通常为4~30、优选为4~20。炔基具有或不具有取代基。作为炔基的具体例,可以举出乙炔基、1-丙炔基、2-丙炔基、2-丁炔基、3-丁炔基、3-戊炔基、4-戊炔基、1-己炔基、5-己炔基、以及这些基团中的氢原子被烷基、烷氧基等取代而成的基团。本说明书中,术语“油墨”是指涂布法中使用的液体,并不限于着色的液体。另外,术语“涂布法”包括使用液态物质形成膜的方法,例如可以举出狭缝涂布法、刮刀涂布法、旋涂法、流延法、微凹版涂布法、凹版印刷法、棒涂法、辊涂法、线棒涂布法、浸渍涂布法、喷涂法、丝网印刷法、凹版印刷法、柔版印刷法、胶版印刷法、喷墨涂布法、点胶印刷法、喷嘴涂布法以及毛细管涂布法。“油墨”可以为溶液,也可以为分散液、乳液(乳浊液)、悬浮液(悬浊液)等分散液。[2.油墨]本发明的油墨包含p型半导体材料、n型半导体材料、第1溶剂以及第2溶剂。[油墨的成分](第1溶剂)第1溶剂是含氮杂环式化合物。本发明的油墨通过包含含氮杂环式化合物作为第1溶剂,能够提高光电转换元件的外量子效率。作为其理由,推测为下述机理,但其并非对本发明进行限定。作为第1溶剂的含氮杂环式化合物与富勒烯衍生物等n型半导体材料被认为通过氢键、色散力等而发生强相互作用。在由油墨形成涂膜并通过干燥等从涂膜中除去溶剂时,认为通过含氮杂环式化合物与n型半导体材料的强相互作用,在除去溶剂的同时,n型半导体材料能够容易地在涂膜中移动(迁移)。其结果,认为在通过从涂膜中除去溶剂而得到的固化膜中充分形成作为电荷转移路径发挥功能的n型半导体材料的网络,外量子效率提高。作为含氮杂环式化合物,例如可以举出具有或不具有取代基的吡啶、具有或不具有取代基的喹啉、具有或不具有取代基的喹喔啉、具有或不具有取代基的1,2,3,4-四氢喹啉、具有或不具有取代基的嘧啶、具有或不具有取代基的吡嗪、以及具有或不具有取代基的喹唑啉。第1溶剂可以由1种含氮杂环式化合物构成、也可以由2种以上的含氮杂环式化合物构成。优选第1溶剂由1种含氮杂环式化合物构成。含氮杂环式化合物在环结构上可以具有取代基。作为含氮杂环式化合物的环结构(例如喹啉环结构、1,2,3,4-四氢喹啉环结构、喹喔啉环结构)可以具有的取代基,例如可以举出碳原子数为1~5的烷基、碳原子数为1~5的烷氧基、卤基以及烷硫基。作为第1溶剂的含氮杂环式化合物优选:包含6元环结构,上述6元环结构包含1个或2个杂原子,上述1个或2个杂原子分别为氮原子。作为包含1个杂原子、上述1个杂原子为氮原子的6元环结构,例如可以举出吡啶环结构、四氢吡啶环结构以及哌啶环结构。作为包含2个杂原子、上述2个杂原子为氮原子的6元环结构,例如可以举出吡嗪环结构和嘧啶环结构。作为包含吡啶环结构的含氮杂环式化合物,例如可以举出具有或不具有取代基的吡啶、具有或不具有取代基的喹啉、以及具有或不具有取代基的异喹啉。作为包含四氢吡啶环结构的含氮环式化合物,例如可以举出具有或不具有取代基的1,2,3,4-四氢喹啉、以及具有或不具有取代基的1,2,3,4-四氢异喹啉。作为包含吡嗪环结构的含氮环式化合物,例如可以举出具有或不具有取代基的吡嗪、具有或不具有取代基的喹喔啉。作为包含嘧啶环结构的含氮环式化合物,例如可以举出具有或不具有取代基的嘧啶、以及具有或不具有取代基的喹唑啉。第1溶剂优选为包含吡啶环结构、四氢吡啶环结构、哌啶环结构或者吡嗪环结构的含氮杂环式化合物,更优选为包含吡啶环结构、四氢吡啶环或者吡嗪环结构的含氮杂环式化合物,进一步优选为选自由具有或不具有取代基的喹啉、具有或不具有取代基的1,2,3,4-四氢喹啉、以及具有或不具有取代基的喹喔啉组成的组中的1种以上,进一步优选为选自由具有烷基的喹啉、具有烷基的1,2,3,4-四氢喹啉、以及具有烷基的喹喔啉组成的组中的1种以上,进一步优选为选自由2-甲基喹啉、3-甲基喹啉、6-甲基喹啉、8-甲基喹啉、1,2,3,4-四氢喹哪啶以及2-甲基喹喔啉组成的组中的1种以上。另外,在其他方式中,第1溶剂优选为具有或不具有取代基的喹啉、具有或不具有取代基的1,2,3,4-四氢喹啉、或者具有或不具有取代基的喹喔啉,更优选为具有烷基的喹啉、具有烷基的1,2,3,4-四氢喹啉或者具有烷基的喹喔啉,进一步优选为2-甲基喹啉、3-甲基喹啉、6-甲基喹啉、8-甲基喹啉、1,2,3,4-四氢喹哪啶或2-甲基喹喔啉。(第2溶剂)第2溶剂为芳香族烃。作为第2溶剂,优选能够溶解p型半导体材料的溶剂。作为芳香族烃,例如可以举出甲苯、二甲苯(例如邻二甲苯、间二甲苯、对二甲苯)、三甲基苯(例如均三甲苯、1,2,4-三甲苯(假枯烯))、丁基苯(例如正丁苯、仲丁苯、叔丁苯)、甲基萘(例如1-甲基萘)、四氢化萘以及茚满。第2溶剂可以由1种芳香族烃构成、也可以由2种以上的芳香族烃构成。优选第2溶剂由1种芳香族烃构成。第2溶剂优选为选自由甲苯、邻二甲苯、间二甲苯、对二甲苯、均三甲苯、1,2,4-三甲基苯、正丁苯、仲丁苯、叔丁苯、甲基萘、四氢化萘以及茚满组成的组中的1种以上,更优选为甲苯、邻二甲苯、间二甲苯、对二甲苯、均三甲苯、1,2,4-三甲基苯、正丁苯、仲丁苯、叔丁苯、甲基萘、四氢化萘或者茚满。(第1溶剂和第2溶剂的组合)作为第1溶剂和第2溶剂的组合,例如可以举出下述表中所示的组合。[表1]第1溶剂第2溶剂2-甲基喹啉甲苯2-甲基喹啉邻二甲苯2-甲基喹啉间二甲苯2-甲基喹啉对二甲苯2-甲基喹啉均三甲苯2-甲基喹啉假枯烯3-甲基喹啉甲苯3-甲基喹啉邻二甲苯3-甲基喹啉间二甲苯3-甲基喹啉对二甲苯3-甲基喹啉均三甲苯3-甲基喹啉假枯烯6-甲基喹啉甲苯6-甲基喹啉邻二甲苯6-甲基喹啉间二甲苯6-甲基喹啉对二甲苯6-甲基喹啉均三甲苯6-甲基喹啉假枯烯8-甲基喹啉甲苯8-甲基喹啉邻二甲苯8-甲基喹啉间二甲苯8-甲基喹啉对二甲苯8-甲基喹啉均三甲苯8-甲基喹啉假枯烯1,2,3,4-四氢喹哪啶甲苯1,2,3,4-四氢喹哪啶邻二甲苯1,2,3,4-四氢喹哪啶间二甲苯1,2,3,4-四氢喹哪啶对二甲苯1,2,3,4-四氢喹哪啶均三甲苯1,2,3,4-四氢喹哪啶假枯烯2-甲基喹喔啉甲苯2-甲基喹喔啉邻二甲苯2-甲基喹喔啉间二甲苯2-甲基喹喔啉对二甲苯2-甲基喹喔啉均三甲苯2-甲基喹喔啉假枯烯(第1溶剂和第2溶剂的重量比)从使p型半导体材料和n型半导体材料的溶解性更好的方面出发,第1溶剂相对于第2溶剂的重量比例(第1溶剂/第2溶剂)优选为1/99以上、更优选为3/97以上、进一步优选为5/95以上,优选为20/80以下、更优选为15/85以下、进一步优选为10/90以下,优选为1/99以上20/80以下、更优选为3/97以上15/85以下、进一步优选为5/95以上10/90以下。(油墨中的第1溶剂和第2溶剂的合计重量百分数)从使p型半导体材料和n型半导体材料的溶解性更好的方面出发,相对于油墨的总重量100重量%,油墨中包含的第1溶剂和第2溶剂的总重量优选为90重量%以上、更优选为92重量%以上、进一步优选为95重量%以上,从容易形成一定厚度以上的膜的方面出发,优选为99重量%以下、更优选为98重量%以下、进一步优选为97.5重量%以下。(任选溶剂)油墨也可以包含第1溶剂和第2溶剂以外的任选溶剂。相对于油墨中包含的全部溶剂的合计重量100重量%,任选溶剂的含量优选为5重量%以下、更优选为3重量%以下、进一步优选为1重量%以下、特别优选为0重量%。(p型半导体材料)p型半导体材料可以为低分子化合物、也可以为高分子化合物。关于作为低分子化合物的p型半导体材料,例如可以举出酞菁、金属酞菁、卟啉、金属卟啉、低聚噻吩、并四苯、并五苯以及红荧烯。关于作为高分子化合物的p型半导体材料,例如可以举出聚乙烯基咔唑及其衍生物、聚硅烷及其衍生物、在侧链或主链中包含芳香族胺结构的聚硅氧烷衍生物、聚苯胺及其衍生物、聚噻吩及其衍生物、聚吡咯及其衍生物、聚亚苯基亚乙烯基及其衍生物、聚亚噻吩基亚乙烯基及其衍生物、聚芴及其衍生物等。从使油墨的稳定性优异的方面出发,p型半导体材料优选为高分子化合物;从使光电转换元件的外量子效率优异的方面出发,p型半导体材料进一步优选为包含下述式(i)所表示的结构单元和/或下述式(ii)所表示的结构单元的高分子化合物。[化3]式(i)中,ar1和ar2表示3价芳香族杂环基,z表示下述式(z-1)~式(z-7)中的任一者所表示的基团。[化4]-ar3-(ii)式(ii)中,ar3表示2价芳香族杂环基。[化5]式(z-1)~(z-7)中,r表示氢原子、卤原子、烷基、芳基、烷氧基、芳氧基、烷硫基、芳硫基、1价杂环基、取代氨基、酰基、亚胺残基、酰胺基、酰亚胺基、取代氧基羰基、烯基、炔基、氰基或硝基。式(z-1)~式(z-7)的各式中,r存在2个的情况下,2个r相互可以相同、也可以不同。式(i)所表示的结构单元优选为下述式(i-1)所表示的结构单元。[化6]式(i-1)中,z表示与上述同样的含义。作为式(i-1)所表示的结构单元的示例,可以举出下述式(501)~式(505)所表示的结构单元。[化7]上述式(501)~式(505)中,r表示与上述同样的含义。r存在2个的情况下,2个r相互可以相同、也可以不同。ar3所表示的2价芳香族杂环基所具有的碳原子数通常为2~60、优选为4~60、更优选为4~20。ar3所表示的2价芳香族杂环基具有或不具有取代基。作为ar3所表示的2价芳香族杂环基可以具有的取代基的示例,可以举出卤原子、烷基、芳基、烷氧基、芳氧基、烷硫基、芳硫基、1价杂环基、取代氨基、酰基、亚胺残基、酰胺基、酰亚胺基、取代氧基羰基、烯基、炔基、氰基以及硝基。作为ar3所表示的2价芳香族杂环基的示例,可以举出下述式(101)~式(185)所表示的基团。[化8][化9][化10][化11]式(101)~式(185)中,r表示与上述相同的含义。r存在2个以上的情况下,2个以上的r相互可以相同、也可以不同。作为上述式(ii)所表示的结构单元,优选下述式(ii-1)~式(ii-6)所表示的结构单元。[化12]式(ii-1)~式(ii-6)中,x1和x2各自独立地表示氧原子或硫原子,r表示与上述相同的含义。r存在2个以上的情况下,2个以上的r相互可以相同、也可以不同。出于原料化合物容易获得的原因,式(ii-1)~式(ii-6)中的x1和x2优选均为硫原子。作为p型半导体材料的高分子化合物可以包含2种以上的式(i)的结构单元,也可以包含2种以上的式(ii)的结构单元。为了提高在溶剂中的溶解性,作为p型半导体材料的高分子化合物可以包含下述式(iii)所表示的结构单元。[化13]-ar4-(iii)式(iii)中,ar4表示亚芳基。ar4所表示的亚芳基是指从具有或不具有取代基的芳香族烃上除去2个氢原子后残留的原子团。芳香族烃中也包括具有稠环的化合物、选自由独立的苯环和稠环组成的组中的2个以上直接或藉由亚乙烯基等2价基团结合而成的化合物。作为芳香族烃可以具有的取代基的示例,可以举出与作为杂环式化合物可以具有的取代基列举出的上述示例同样的取代基。亚芳基中的除取代基以外的部分的碳原子数通常为6~60、优选为6~20。包含取代基在内的亚芳基的碳原子数通常为6~100左右。作为亚芳基的示例,可以举出亚苯基(例如下述式1~式3)、萘二基(例如下述式4~式13)、蒽二基(例如下述式14~式19)、联苯二基(例如下述式20~式25)、三联苯二基(例如下述式26~式28)、稠环化合物基(例如下述式29~式35)、芴二基(例如下述式36~式38)、以及苯并芴二基(例如下述式39~式46)。[化14][化15][化17][化18][化19][化20][化21]在作为p型半导体材料的高分子化合物包含式(i)所表示的结构单元和/或式(ii)所表示的结构单元的情况下,设高分子化合物所包含的全部结构单元的量为100摩尔%时,式(i)所表示的结构单元和式(ii)所表示的结构单元的总量通常为20~100摩尔%,出于提高作为p型半导体材料的电荷传输性的原因,优选为40~100摩尔%、更优选为50~100摩尔%。关于作为p型半导体材料的高分子化合物的具体例,可以举出下式所表示的高分子化合物。[化22][化23]作为p型半导体材料的高分子化合物的聚苯乙烯换算重均分子量通常为1×103~1×108,从提高在溶剂中的溶解性的方面出发,优选为1×103~1×106。油墨可以仅包含1种p型半导体材料,也可以以2种以上的任意比例的组合的形式包含p型半导体材料。(n型半导体材料)n型半导体材料可以为低分子化合物、也可以为高分子化合物。关于作为低分子化合物的n型半导体材料(受电子性化合物)的示例,可以举出噁二唑衍生物、蒽醌二甲烷及其衍生物、苯醌及其衍生物、萘醌及其衍生物、蒽醌及其衍生物、四氰基蒽醌二甲烷及其衍生物、芴酮衍生物、二苯基二氰基乙烯及其衍生物、联苯醌衍生物、8-羟基喹啉及其衍生物的金属络合物、c60富勒烯等富勒烯类及其衍生物、以及浴铜灵等菲衍生物。关于作为高分子化合物的n型半导体材料(受电子性化合物)的示例,可以举出聚乙烯基咔唑及其衍生物、聚硅烷及其衍生物、在侧链或主链中具有芳香族胺结构的聚硅氧烷衍生物、聚苯胺及其衍生物、聚噻吩及其衍生物、聚吡咯及其衍生物、聚亚苯基亚乙烯基及其衍生物、聚亚噻吩基亚乙烯基及其衍生物、聚喹啉及其衍生物、聚喹喔啉及其衍生物、以及聚芴及其衍生物。作为n型半导体材料,优选为选自富勒烯和富勒烯衍生物中的1种以上,更优选富勒烯衍生物。作为富勒烯的示例,可以举出c60富勒烯、c70富勒烯、c76富勒烯、c78富勒烯以及c84富勒烯。作为富勒烯衍生物的示例,可以举出这些富勒烯的衍生物。富勒烯衍生物是指富勒烯的至少一部分经修饰而成的化合物。作为富勒烯衍生物的示例,可以举出下述式(n-1)~式(n-4)所表示的化合物。[化24]式(n-1)~式(n-4)中,ra表示烷基、芳基、1价杂环基或具有酯结构的基团。存在2个以上的ra相互可以相同、也可以不同。rb表示烷基或芳基。存在2个以上的rb相互可以相同、也可以不同。作为ra所表示的具有酯结构的基团的示例,可以举出下述式(19)所表示的基团。[化25]式(19)中,u1表示1~6的整数。u2表示0~6的整数。rc表示烷基、芳基或1价杂环基。作为c60富勒烯衍生物的示例,可以举出下述化合物。[化26]作为c70富勒烯衍生物的示例,可以举出下述的化合物。[化27]作为富勒烯衍生物的具体例,可以举出[6,6]-苯基-c61丁酸甲酯(c60pcbm、[6,6]-phenylc61butyricacidmethylester)、[6,6]-苯基-c71丁酸甲酯(c70pcbm、[6,6]-phenylc71butyricacidmethylester)、[6,6]-苯基-c85丁酸甲酯(c84pcbm、[6,6]-phenylc85butyricacidmethylester)、以及[6,6]-噻吩基-c61丁酸甲酯([6,6]-thienylc61butyricacidmethylester)。油墨可以仅包含1种n型半导体材料,也可以以2种以上的任意比例的组合的形式包含n型半导体材料。(p型半导体材料和n型半导体材料的组成比)油墨中的p型半导体材料和n型半导体材料的重量比(p型半导体材料:n型半导体材料)优选为1:9以上9:1以下、更优选为1:9以上2:1以下、进一步优选为1:9以上1:1以下、特别优选为1:5以上1:1以下。(任选成分)在油墨中,除了上述第1溶剂、第2溶剂、p型半导体材料以及n型半导体材料以外,还可以在不妨碍本发明的效果的限度内包含任选成分。作为任选成分,例如可以举出上述第1溶剂和第2溶剂以外的溶剂、苯丙酮、苯甲酸甲酯、苯甲酸乙酯以及苯甲酸苄酯。(油墨中的p型半导体材料和n型半导体材料的浓度)油墨中的p型半导体材料和n型半导体材料的合计浓度优选为0.01重量%以上20重量%以下、更优选为0.01重量%以上10重量%以下、进一步优选为0.01重量%以上5重量%以下、特别优选为0.1重量%以上5重量%以下。油墨中,p型半导体材料和n型半导体材料可以溶解也可以分散,优选至少部分溶解,更优选全部溶解。[油墨的制造方法]油墨可以通过公知的方法来制造。例如可以通过下述方法来制造:将第1溶剂和第2溶剂混合来制备混合溶剂,在混合溶剂中添加p型半导体材料和n型半导体材料来制造的方法;在第1溶剂中添加p型半导体材料,在第2溶剂中添加n型半导体材料,之后将添加有各材料的第1溶剂和第2溶剂混合来制造的方法;等等。可以将第1溶剂和第2溶剂以及p型半导体材料和n型半导体材料加热至溶剂的沸点以下的温度来进行混合。将第1溶剂和第2溶剂以及p型半导体材料和n型半导体材料混合后,可以使用过滤器对所得到的组合物进行过滤,将滤液用作油墨。作为过滤器,例如可以使用由聚四氟乙烯(ptfe)等氟树脂形成的过滤器。[油墨的用途]本发明的油墨的用途是任意的。本发明的油墨可以用于形成包含p型半导体材料和n型半导体材料的膜。本发明的油墨适合用于形成光电转换元件中包含的活性层。特别是包含使用本发明的油墨形成的活性层的光检测元件提高了施加反向偏置电压时的eqe。因此,本发明的油墨特别适合用于形成光检测元件中包含的活性层。[3.油墨的固化膜]利用油墨形成膜后,从膜中除去溶剂而使膜固化,此时可得到油墨的固化膜。油墨的固化膜的厚度等尺寸没有特别限定。油墨的固化膜适合用于作为上述油墨的用途所说明的用途中。[4.油墨的固化膜的制造方法]油墨的固化膜可以通过任意的制造方法来制造。油墨的固化膜的制造方法的一个实施方式包括将油墨涂布在涂布对象上而得到涂膜的工序(i)、以及从所得到的涂膜中除去溶剂的工序(ii)。[工序(i)]作为将油墨涂布在涂布对象上的方法,可以使用任意的涂布法。作为涂布法,优选狭缝涂布法、刮刀涂布法、旋涂法、微凹版涂布法、凹版印刷法、棒涂法、喷墨涂布法、喷嘴涂布法或者毛细管涂布法,更优选狭缝涂布法、旋涂法、毛细管涂布法或者棒涂法,进一步优选狭缝涂布法或旋涂法。油墨被涂布在任意的涂布对象上。例如,油墨在光电转换元件的制造工序中可以涂布在电极(阳极或阴极)或者电子传输层、空穴传输层等光电转换元件所具有的功能层上。[工序(ii)]作为从涂膜中除去溶剂的方法,可以使用任意方法。作为除去溶剂的方法的示例,可以举出热风干燥法、红外线加热干燥法、闪光灯退火干燥法、减压干燥法等干燥法。[5.光电转换元件]本发明的光电转换元件依次包含第1电极、包含p型半导体材料和n型半导体材料的活性层、以及第2电极,上述活性层为油墨的固化膜。[光电转换元件的要素](活性层)活性层包含p型半导体材料和n型半导体材料。另外,活性层为上述油墨的固化膜。p型半导体材料、n型半导体材料、油墨的示例和优选例与上述[2.油墨]项中说明的示例相同。光电转换元件中,通过使活性层为上述油墨的固化膜,eqe提高。特别是对光电转换元件施加反向偏置电压时的eqe提高。因此,本发明的光电转换元件适合作为光检测元件。光电转换元件可以具有2层以上的活性层。(电极)第1电极和第2电极优选至少任一者为透明或半透明的电极。在基板不透明的情况下,优选第1电极和第2电极中离基板较远的电极为透明或半透明。作为透明或半透明的电极,可以举出导电性的金属氧化物膜、半透明的金属薄膜等。作为透明或半透明的电极材料,具体而言,例如可以举出氧化铟、氧化锌、氧化锡和它们的复合物(例如氧化铟锡(ito)、氧化铟锌)、nesa、金、铂、银以及铜。其中,作为透明或半透明的电极材料,优选为选自ito、氧化铟锌以及氧化锡中的1种以上。作为电极的制作方法,可以举出真空蒸镀法、溅射法、离子镀法、镀覆法等。作为透明或半透明的电极,可以使用由聚苯胺及其衍生物、聚噻吩及其衍生物等有机化合物构成的透明导电膜。第1电极和第2电极中,一个电极可以为透光性低的电极。作为透光性低的电极的材料,例如可以举出金属、导电性高分子。作为电极材料的具体例,可以举出锂、钠、钾、铷、铯、镁、钙、锶、钡、铝、钪、钒、锌、钇、铟、铈、钐、铕、铽、镱等金属;以及这些金属中的2种以上的合金;1种以上的上述金属与选自由金、银、铂、铜、锰、钛、钴、镍、钨和锡组成的组中的1种以上的金属的合金;石墨;石墨层间化合物;聚苯胺及其衍生物;聚噻吩及其衍生物。更具体而言,作为合金,例如可以举出镁-银合金、镁-铟合金、镁-铝合金、铟-银合金、锂-铝合金、锂-镁合金、锂-铟合金以及钙-铝合金。[任选要素]光电转换元件可以包含第1电极、活性层以及第2电极以外的要素。作为任选要素,例如可以举出基板、空穴传输层、电子传输层以及密封层。(基板)光电转换元件通常形成在基板(支承基板)上。基板优选由在形成电极、形成有机物的层时不发生化学变化的材料形成。作为基板的材料的示例,可以举出玻璃、塑料、高分子膜以及硅。基板可以为低透光性,但在光电转换元件中,在例如从基板吸收光的情况下,基板优选为透明或半透明。在透光性低的基板上制作光电转换元件的情况下,无法从离基板较近的电极侧吸收光,因此优选在离基板较远的电极中使用透明或半透明的电极。通过在离基板较远的电极中使用透明或半透明的电极,即使使用透光性低的基板,也能够从离基板较远的电极吸收光。(空穴传输层)光电转换元件可以在作为阳极的电极与活性层之间设有空穴传输层。空穴传输层具有从活性层向电极传输空穴的功能。有时将与电极相接地设置的空穴传输层特别地称为空穴注入层。与电极相接地设置的空穴传输层(空穴注入层)具有促进空穴向电极中的注入的功能。空穴传输层(空穴注入层)可以与活性层相接。空穴传输层包含空穴传输性材料。作为空穴传输性材料的示例,可以举出聚噻吩及其衍生物、芳香族胺化合物、包含具有芳香族胺残基的结构单元的高分子化合物、cuscn、cui、nio以及氧化钼(moox)。(电子传输层)光电转换元件可以在作为阴极的电极与活性层之间设有电子传输层。电子传输层具有从活性层向电极传输电子的功能。电子传输层可以与电极相接。电子传输层也可以与活性层相接。电子传输层包含电子传输性材料。作为电子传输性材料的示例,可以举出氧化锌的纳米颗粒、镓掺杂氧化锌的纳米颗粒、铝掺杂氧化锌的纳米颗粒、聚乙烯亚胺、乙氧基化聚乙烯亚胺以及pfn-p2。(密封层)光电转换元件可以包含密封层。密封层例如设置在离基板较远的电极侧。密封层可以由具有阻挡水分的性质(水蒸气阻隔性)或阻挡氧的性质(氧阻隔性)的材料形成。以下使用附图对本发明的光电转换元件的一个实施方式进行说明。图1是示出本发明的光电转换元件的一个实施方式的示意图。本实施方式的光电转换元件10设置在支承基板11上,依次包含作为阳极的第1电极12、空穴传输层13、活性层14、电子传输层15以及第2电极16。第1电极12按照与支承基板10所具有的2个主面中的1个面相接的方式设置。空穴传输层13按照与第1电极12相接的方式设置。活性层14按照与空穴传输层13相接的方式设置。电子传输层15按照与活性层14相接的方式设置。作为阴极的第2电极16按照与电子传输层15相接的方式设置。构成支承基板11的材料和构成光电转换元件10所具有的各要素(第1电极12、空穴传输层13、活性层14、电子传输层15、第2电极16)的材料可以是作为构成上述各要素的材料所举例的材料。本发明的光电转换元件可以通过任意方法制造。本发明的光电转换元件例如可以通过包括上述项目[4.油墨的固化膜的制造方法]中说明的油墨的固化膜的制造方法的方法来制造。具体而言,例如,本发明的光电转换元件可以通过包括上述工序(i)和工序(ii)的方法来制造。[光电转换元件的用途]本发明的光电转换元件通过照射太阳光等光能够在电极间产生光电动势,能够作为太阳能电池来工作。另外还可以通过将多个太阳能电池集成而作为薄膜太阳能电池组件来使用。另外,本发明的光电转换元件中,通过在电极间施加有电压的状态下对透明或半透明的电极照射光,能够流通光电流、能够作为光传感器(光检测元件)来工作。也可以通过将多个光传感器集成而作为图像传感器来使用。(光电转换元件的应用例)上文说明的本发明的实施方式的光电转换元件可以适当地应用于工作站、个人计算机、便携式信息终端、出入室管理系统、数码相机和医疗设备等各种电子装置所具备的检测部中。本发明的光电转换元件(光检测元件)可以适当地应用于上述例示的电子装置所具备的例如x射线摄像装置和cmos图像传感器等固态摄像装置用的图像检测部(图像传感器)、指纹检测部、面部检测部、静脉检测部和虹膜检测部等检测生物体的部分特定特征的检测部、脉冲血氧仪等光学生物传感器的检测部等中。以下,参照附图对可以适当地应用本发明的实施方式的光电转换元件的检测部中的固态摄像装置用的图像检测部、生物体信息认证装置(指纹识别装置)用的指纹检测部的构成例进行说明。(图像检测部)图2是示意性地示出固态摄像装置用的图像检测部的构成例的图。图像检测部1具备:cmos晶体管基板20;按照覆盖cmos晶体管基板20的方式设置的层间绝缘膜30;设置于层间绝缘膜30上的本发明的实施方式的光电转换元件10;按照贯穿层间绝缘膜30的方式设置的、将cmos晶体管基板20与光电转换元件10电连接的层间布线部32;按照覆盖光电转换元件10的方式设置的密封层40;以及设置于密封层上的滤色器50。cmos晶体管基板20按照与设计相应的方式具备现有公知的任意合适的构成。cmos晶体管基板20包含在基板的厚度内形成的晶体管、电容器等,具备用于实现各种功能的cmos晶体管电路(mos晶体管电路)等功能元件。作为功能元件,例如可以举出浮动扩散元件、复位晶体管、输出晶体管、选择晶体管。利用这样的功能元件、布线等,在cmos晶体管基板20上制作信号读出电路等。层间绝缘膜30可以由例如氧化硅、绝缘性树脂等现有公知的任意合适的绝缘性材料构成。层间布线部32可以由例如铜、钨等现有公知的任意合适的导电性材料(布线材料)构成。层间布线部32例如可以为与布线层的形成同时形成的孔内布线,也可以为与布线层分开形成的埋入插头。以能够防止或抑制可能使光电转换元件10发生功能劣化的氧、水等有害物质的渗透为条件,密封层40可以由现有公知的任意合适的材料构成。作为滤色器50,可以使用由现有公知的任意合适的材料构成、且与图像检测部1的设计相对应的例如原色滤色器。另外,作为滤色器50,还可以使用与原色滤色器相比能够减薄厚度的补色滤色器。作为补色滤色器,例如可以使用(黄色、青色、品红色)这三种、(黄色、青色、透明)这三种、(黄色、透明、品红色)这三种和(透明、青色、品红色)这三种组合而成的滤色器。它们可以以能够生成彩色图像数据为条件,构成与光电转换元件10和cmos晶体管基板20的设计相对应的任意合适的配置。光电转换元件10经由滤色器50所接收的光由光电转换元件10转换成与接收光量相应的电信号,经由电极以接收光信号、即与拍摄对象相对应的电信号的形式输出到光电转换元件10外。接着,从光电转换元件10输出的接收光信号藉由层间布线部32被输入至cmos晶体管基板20,通过在cmos晶体管基板20上制作的信号读出电路被读出,通过未图示的另外的任意合适的现有公知的功能部进行信号处理,由此生成基于拍摄对象的图像信息。(指纹检测部)图3是示意性地示出与显示装置一体地构成的指纹检测部的构成例的图。便携式信息终端的显示装置2具备:包含本发明的实施方式的光电转换元件10作为主要构成要素的指纹检测部100;以及设置于该指纹检测部100上的、对规定图像进行显示的显示面板部200。该构成例中,在与显示面板部200的显示区域200a大致一致的区域设有指纹检测部100。换言之,在指纹检测部100的上方一体地层积有显示面板部200。仅在显示区域200a中的部分区域进行指纹检测的情况下,仅与该部分区域对应地设置指纹检测部100即可。指纹检测部100包含本发明的实施方式的光电转换元件10作为发挥出实质性功能的功能部。指纹检测部100可以以与可得到所期望的特性的设计相对应的方式具备未图示的保护膜(protectionfilm)、支承基板、密封基板、密封部件、阻隔膜、带通滤光片、红外线截止膜等任意合适的现有公知的部件。在指纹检测部100中也可以采用上文说明的图像检测部的构成。光电转换元件10可以以任意的方式包含在显示区域200a内。例如,2个以上的光电转换元件10可以配置为矩阵状。如上文所说明,光电转换元件10设置于支承基板11或密封基板上,在支承基板11上例如以矩阵状设有电极(阳极或阴极)。光电转换元件10所接收的光由光电转换元件10转换成与接收光量相应的电信号,经由电极以接收光信号、即与所拍摄的指纹相对应的电信号的形式输出到光电转换元件10外。显示面板部200在该构成例中以包含触控传感器面板的有机电致发光显示面板(有机el显示面板)的形式构成。代替有机el显示面板,显示面板部200例如也可以由包含背光源等光源的液晶显示面板等具有任意合适的现有公知的构成的显示面板构成。显示面板部200设置于上文说明的指纹检测部100上。显示面板部200包含有机电致发光元件(有机el元件)220作为发挥出实质性功能的功能部。显示面板部200可以以与所期望的特性相对应的方式进一步具备任意合适的现有公知的玻璃基板等基板(支承基板210或密封基板240)、密封部件、阻隔膜、圆偏振片等偏振片、触控传感器面板230等任意合适的现有公知的部件。在以上说明的构成例中,有机el元件220被用作显示区域200a中的像素的光源,并且还被用作指纹检测部100中的指纹拍摄用的光源。此处,对指纹检测部100的工作进行简单说明。在执行指纹识别时,指纹检测部100使用从显示面板部200的有机el元件220发射的光对指纹进行检测。具体而言,从有机el元件220发射的光透过存在于有机el元件220与指纹检测部100的光电转换元件10之间的构成要素,由按照与显示区域200a内的显示面板部200的表面接触的方式载置的手指的指尖的皮肤(指表面)进行反射。由指表面反射的光中的至少一部分透过存在于其间的构成要素而被光电转换元件10所接收,并被转换成与光电转换元件10的接收光量相应的电信号。然后,由转换成的电信号构成与指表面的指纹相关的图像信息。具备显示装置2的便携式信息终端通过现有公知的任意合适的步骤将所得到的图像信息与预先记录的指纹识别用的指纹数据进行比较来进行指纹识别。[6.光电转换元件的制造方法]本发明的光电转换元件的制造方法是依次包含第1电极、包含p型半导体材料和n型半导体材料的活性层、以及第2电极的光电转换元件的制造方法,该制造方法中,包括形成上述活性层的工序,形成上述活性层的工序包括工序(i)和工序(ii),工序(i)中,将上述油墨涂布在涂布对象上而得到涂膜;工序(ii)中,从所得到的涂膜中除去溶剂。本发明的光电转换元件的制造方法中,形成活性层的工序优选依次包括工序(i)和工序(ii)。p型半导体材料、n型半导体材料以及油墨的示例和优选例与上述项目[2.油墨]中说明的示例相同。作为将油墨涂布在涂布对象上的方法,可以使用任意的涂布法。作为优选的涂布法、更优选的涂布法、进一步优选的涂布法,可以举出与上述项目[4.油墨的固化膜的制造方法][工序(i)]中记载的方法相同的方法。作为从所得到的涂膜中除去溶剂的方法,可以使用任意方法。作为除去溶剂的方法的示例,可以举出与上述项目[4.油墨的固化膜的制造方法][工序(ii)]中记载的方法相同的方法。形成活性层的工序除了包括上述工序(ii)和工序(ii)以外,还可以包括任选的工序。油墨被涂布在要形成活性层的层上。因此,油墨的涂布对象根据所制造的光电转换元件的层构成和层积的顺序而不同。例如,在光电转换元件具有基板/阳极/空穴传输层/活性层/电子传输层/阴极的层构成、且按照左起记载的要素的顺序进行层积的情况下,油墨的涂布对象通常为空穴传输层。另外,例如,在光电转换元件具有基板/阴极/电子传输层/活性层/空穴传输层/阳极的层构成、且按照左起记载的要素的顺序进行层积的情况下,油墨的涂布对象通常为电子传输层。作为一个实施方式的光电转换元件的制造方法可以是制造具有2层以上的活性层的光电转换元件的方法,也可以是多次重复进行工序(i)和工序(ii)的方法。本发明的光电转换元件的制造方法能够提高光电转换元件的eqe。特别是能够提高对光电转换元件施加反向偏置电压时的eqe。因此,本发明的光电转换元件的制造方法适合作为光检测元件的制造方法。实施例以下,为了进一步详细说明本发明,示出实施例。本发明并不限于以下说明的实施例。[评价方法](外量子效率(eqe)的测定方法)在对光电转换元件施加3v的反向偏置电压的状态下,使用太阳模拟器(分光计器制造、商品名:cep-2000型),在300nm至1200nm的波长范围中每10nm对光电转换元件照射一定光子数(1.0×1016)的光,测定所产生的电流的电流值,通过公知的方法求出波长300nm至1200nm的eqe光谱。[实施例中使用的半导体材料]本实施例中,使用下表所记载的p型半导体材料和n型半导体材料。[表2][表3]作为材料p-1,使用参考wo2013/051676中记载的方法合成的材料。作为材料p-2,使用1-material公司制造的商品名:pce10。作为材料p-3,使用1-material公司制造的商品名:pdtstpd。作为材料p-4,使用lumtec公司制造的商品名:pdpp3t。作为材料p-5,使用参考日本特开2010-74127号公报中记载的方法合成的材料。作为材料p-6,使用参考wo2011/052709中记载的方法合成的材料。作为材料n-1,使用frontiercarbon公司制造的商品名:e100。作为材料n-2,使用americandyesource公司制造的商品名:ads71bfa。本实施例中使用的溶剂及其沸点(bp)如下表所示。[表4]溶剂名bp(℃)均三甲苯165假枯烯169邻二氯苯180苯丙酮2082-甲基喹啉2503-甲基喹啉2556-甲基喹啉2598-甲基喹啉2481,2,3,4-四氢喹哪啶2502-甲基喹喔啉245<实施例1>[a.油墨的制备]作为第1溶剂使用2-甲基喹啉、作为第2溶剂使用假枯烯,使第1溶剂与第2溶剂的重量比为10:90来制备混合溶剂。在上述混合溶剂中混合相对于组合物整体重量为2重量%的作为p型半导体材料的材料p-1、以及相对于组合物整体重量为3重量%的作为n型半导体材料的材料n-1,在80℃进行12小时搅拌后,利用孔径5μm的ptfe过滤器进行过滤,得到作为油墨的组合物(i-1)。[b.光电转换元件的制作和评价]准备通过溅射法以150nm的厚度形成了ito膜的玻璃基板。对形成有ito膜的玻璃基板进行基于臭氧uv处理的表面处理。(空穴传输层的形成)将使聚(3,4-亚乙基二氧噻吩)/聚苯乙烯磺酸溶解在水中而成的悬浮液(heraeus公司制造、cleviospvpai4083)利用孔径0.45μm的过滤器进行过滤。将过滤后的悬浮液旋涂在经表面处理的基板的ito侧的表面,形成40nm厚度的膜。接着,在大气中将形成有膜的基板载置在加热板上,以200℃、10分钟的条件使膜干燥,形成空穴传输层。(活性层的形成)接着,将组合物(i-1)旋涂在该空穴传输层上后,在真空干燥机中(0.1mbar)进行干燥,形成活性层。干燥后的活性层的厚度为约400nm。(电子传输层的形成)接着,将氧化锌纳米颗粒(粒径20~30nm)的45重量%异丙醇分散液(tayca公司制造、htd-711z)利用该分散液的10倍重量份的3-戊醇进行稀释,制备涂布液。通过旋涂将该涂布液以40nm的膜厚涂布在该活性层上,在氮气气氛下进行干燥,由此形成电子传输层。(电极的形成和密封层的形成)然后,在电阻加热蒸镀装置内在电子传输层上以约80nm的厚度形成ag膜,形成电极。接着,将uv固化性密封剂涂布在形成有电极的基板的周围,贴合玻璃板后,通过照射uv光进行密封,得到光电转换元件。所得到的光电转换元件的形状为1cm×1cm的正方形。(光电转换元件的评价)对于所得到的元件,利用如上所述的方法测定外量子效率。在300nm到1200nm的波长范围中,最大外量子效率(eqe)为68%。将结果示于表6。<实施例2~6和比较例1~3>作为第1溶剂和第2溶剂使用表5所示的溶剂,除此以外与实施例1的[a.油墨的制备]中记载的过程同样地制备组合物(i-2)~(i-6)和(c-1)~(c-3)。在(活性层的形成)中,使用组合物(i-2)~(i-6)、(c-1)~(c-3)来代替组合物(i-1),除此以外与实施例1的[b.光电转换元件的制作和评价]中记载的过程同样地制作光电转换元件,进行评价。将结果示于表6。[表5][表6]与比较例1~3的光电转换元件相比,实施例1~6的光电转换元件在施加3v的反向偏置电压时的外量子效率高。<实施例7~11和比较例4~6>作为第1溶剂和第2溶剂,使用下表所记载的溶剂,作为p型半导体材料,使用材料p-6来代替材料p-1,除此以外与实施例1的[a.油墨的制备]中记载的过程同样地制备作为油墨的组合物(i-7)~(i-11)和(c-4)~(c-6)。[表7]在(活性层的形成)中,使用组合物(i-7)~(i-11)、(c-4)~(c-6)来代替组合物(i-1),除此以外与实施例1的[b.光电转换元件的制作和评价]中记载的过程同样地制作光电转换元件,进行评价。将结果示于表8。[表8]与比较例4~6的光电转换元件相比,实施例7~11的光电转换元件在施加3v的反向偏置电压时的外量子效率高。符号的说明1图像检测部2显示装置10光电转换元件11、210支承基板12第1电极13空穴传输层14活性层15电子传输层16第2电极20cmos晶体管基板30层间绝缘膜32层间布线部40密封层50滤色器100指纹检测部200显示面板部200a显示区域220有机el元件230触控传感器面板240密封基板当前第1页1 2 3 
技术特征:

1.一种油墨,其包含p型半导体材料、n型半导体材料、作为含氮杂环式化合物的第1溶剂、以及作为芳香族烃的第2溶剂。

2.如权利要求1所述的油墨,其中,n型半导体材料为富勒烯衍生物。

3.如权利要求1或2所述的油墨,其中,含氮杂环式化合物包含6元环结构,所述6元环结构包含1个或2个杂原子,所述1个或2个杂原子分别为氮原子。

4.如权利要求3所述的油墨,其中,6元环结构为吡啶环结构、四氢吡啶环结构、哌啶环结构或者吡嗪环结构。

5.如权利要求1~4中任一项所述的油墨,其中,第1溶剂为选自由具有或不具有取代基的喹啉、具有或不具有取代基的1,2,3,4-四氢喹啉、以及具有或不具有取代基的喹喔啉组成的组中的1种以上。

6.如权利要求1~5中任一项所述的油墨,其中,第1溶剂相对于第2溶剂的重量比例即第1溶剂/第2溶剂为1/99以上20/80以下。

7.如权利要求1~6中任一项所述的油墨,其中,油墨中的第1溶剂和第2溶剂的合计重量百分数为95重量%以上99重量%以下。

8.如权利要求1~7中任一项所述的油墨,其中,所述油墨用于形成光电转换元件的活性层。

9.一种固化膜,其是权利要求1~8中任一项所述的油墨的固化膜。

10.一种光电转换元件,所述光电转换元件依次包含第1电极、包含p型半导体材料和n型半导体材料的活性层、以及第2电极,所述活性层为权利要求9所述的固化膜。

11.如权利要求10所述的光电转换元件,其中,所述光电转换元件为光检测元件。

12.一种图像传感器,其包含权利要求10或11所述的光电转换元件。

13.一种指纹识别装置,其包含权利要求10或11所述的光电转换元件。

14.一种固化膜的制造方法,其包括工序(i)和工序(ii),工序(i)中,将权利要求1~8中任一项所述的油墨涂布在涂布对象上而得到涂膜;工序(ii)中,从所得到的涂膜中除去溶剂。

15.一种光电转换元件的制造方法,其是依次包含第1电极、包含p型半导体材料和n型半导体材料的活性层、以及第2电极的光电转换元件的制造方法,所述制造方法中,

包括形成所述活性层的工序,形成所述活性层的工序包括工序(i)和工序(ii),工序(i)中,将权利要求1~8中任一项所述的油墨涂布在涂布对象上而得到涂膜;工序(ii)中,从所得到的涂膜中除去溶剂。

技术总结
要求提高光电转换元件的外量子效率。一种油墨,其包含p型半导体材料、n型半导体材料、作为含氮杂环式化合物的第1溶剂、以及作为芳香族烃的第2溶剂。光电转换元件中,活性层为油墨的固化膜。

技术研发人员:猪口大辅
受保护的技术使用者:住友化学株式会社
技术研发日:2018.10.22
技术公布日:2020.06.09

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