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JP7411073B2 - 光電変換素子、撮像素子、光センサ、及び化合物 - Google Patents

光電変換素子、撮像素子、光センサ、及び化合物 Download PDF

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Description

本発明は、光電変換素子、撮像素子、光センサ、及び化合物に関する。
従来、固体撮像素子としては、フォトダイオード（ＰＤ：ｐｈｏｔｏｄｉｏｄｅ）を２次元的に配列し、各ＰＤで発生した信号電荷を回路で読み出す平面型固体撮像素子が広く用いられている。
カラー固体撮像素子を実現するには、平面型固体撮像素子の光入射面側に、特定の波長の光を透過するカラーフィルタを配した構造が一般的である。現在、２次元的に配列した各ＰＤ上に、青色（Ｂ：ｂｌｕｅ）光、緑色（Ｇ：ｇｒｅｅｎ）光、及び赤色（Ｒ：ｒｅｄ）光を透過するカラーフィルタを規則的に配した単板式固体撮像素子がよく知られている。しかし、この単板式固体撮像素子においては、カラーフィルタを透過しなかった光が利用されず光利用効率が悪い。
これらの欠点を解決するため、近年、有機光電変換膜を信号読み出し用基板上に配置した構造を有する光電変換素子の開発が進んでいる。
例えば、特許文献１では、以下のような化合物を含む光電変換膜を有する光電変換素子が開示されている。
また、特許文献２には、以下のような化合物を含む光電変換膜を有する光電変換素子が開示されている。
また、特許文献３には、以下のような化合物を含む光電変換膜を有する光電変換素子が開示されている。
特開２０１９－０７３４７１号公報 国際公開２０１９／００９２４９号明細書 国際公開２０１４／０２６２４４号明細書
近年、撮像素子及び光センサ等の性能向上の要求に伴い、これらに使用される光電変換素子に求められる諸特性に関してもさらなる向上が求められている。
例えば、赤色波長領域、緑色波長領域、及び青色波長領域のいずれの波長の光に対しても優れた外部量子効率と応答性を示す性能が求められている。
本発明者らは、特許文献１～３に記載された光電変換素子について検討したところ、上記性能が昨今の要求水準を満たしておらず、これを改善する余地があることを明らかとした。
そこで、本発明は、赤色波長領域、緑色波長領域、及び青色波長領域のいずれの波長の光に対しても優れた外部量子効率と応答性を示す光電変換素子を提供することを課題とする。
また、本発明は、上記光電変換素子に関する、撮像素子及び光センサ、並びに化合物を提供することも課題とする。
本発明者らは、上記課題について鋭意検討した結果、下記構成により上記課題を解決できることを見出し、本発明を完成するに至った。
〔１〕 導電性膜、光電変換膜、及び透明導電性膜をこの順に有する光電変換素子であって、上記光電変換膜が、後述する式（１）で表される化合物を含む、光電変換素子。
〔２〕 上記式（１）で表される化合物が、後述する式（２）で表される化合物である、〔１〕に記載の光電変換素子。
〔３〕 上記式（１）で表される化合物が、後述する式（３）で表される化合物である、〔１〕又は〔２〕に記載の光電変換素子。
〔４〕 上記式（３）中、上記Ｒｃ１が、置換基を有していてもよい、アリール基、ヘテロアリール基、アルケニル基、又はアルキニル基を表す、〔３〕に記載の光電変換素子。
〔５〕 上記式（３）中、上記Ｒｃ４が、置換基を有していてもよい、アルキル基、アリール基、又はヘテロアリール基を表す、〔３〕又は〔４〕に記載の光電変換素子。
〔６〕 上記式（３）中、上記Ｙ５１が酸素原子を表す、〔３〕～〔５〕のいずれかに記載の光電変換素子。
〔７〕 上記光電変換膜が、更にｎ型半導体材料を含み、上記式（１）で表される化合物と上記ｎ型半導体材料とが混合された状態で形成するバルクヘテロ構造を有する、〔１〕～〔６〕のいずれかに記載の光電変換素子。
〔８〕 上記光電変換膜が、更にｐ型半導体材料を含む、〔１〕～〔７〕のいずれかに記載の光電変換素子。
〔９〕 上記導電性膜と上記透明導電性膜の間に、上記光電変換膜の他に１種以上の中間層を含む、〔１〕～〔８〕のいずれかに記載の光電変換素子。
〔１０〕 〔１〕～〔９〕のいずれかに記載の光電変換素子を含む撮像素子。
〔１１〕 〔１〕～〔１０〕のいずれかに記載の光電変換素子を含む光センサ。
〔１２〕 後述する式（１）で表される化合物。
〔１３〕 後述する式（２）で表される、〔１２〕に記載の化合物。
〔１４〕 後述する式（３）で表される、〔１２〕又は〔１３〕に記載の化合物。
〔１５〕 上記式（３）中、上記Ｒｃ１が、置換基を有していてもよい、アリール基、ヘテロアリール基、アルケニル基、又はアルキニル基を表す、〔１４〕に記載の化合物。
〔１６〕 上記式（３）中、上記Ｒｃ４が、置換基を有していてもよい、アルキル基、アリール基、又はヘテロアリール基を表す、〔１４〕又は〔１５〕に記載の化合物。
〔１７〕 上記式（３）中、上記Ｙ５１が酸素原子を表す、〔１４〕～〔１６〕のいずれかに記載の化合物。
本発明によれば、赤色波長領域、緑色波長領域、及び青色波長領域のいずれの波長の光に対しても優れた外部量子効率と応答性を示す光電変換素子を提供できる。
また、本発明は、上記光電変換素子に関する、撮像素子及び光センサ、並びに化合物を提供できる。
光電変換素子の一構成例を示す断面模式図である。 光電変換素子の一構成例を示す断面模式図である。
以下、本発明について詳細に説明する。
以下に記載する構成要件の説明は、本発明の代表的な実施態様に基づいてなされることがあるが、本発明はそのような実施態様に限定されるものではない。
なお、本明細書において、置換又は無置換を明記していない置換基等については、目的とする効果を損なわない範囲で、その基に更に置換基（例えば、後述する置換基Ｗ）が置換していてもよい。例えば、「アルキル基」という表記は、置換基（例えば、後述する置換基Ｗ）が置換していてもよいアルキル基を意味する。
また、本明細書において、「～」を用いて表される数値範囲は、「～」前後に記載される数値を下限値及び上限値として含む範囲を意味する。
本明細書において表記される二価の基の結合方向は特に制限されず、例えば、－ＣＯ－Ｏ－の場合、－ＣＯ－Ｏ－、及び－Ｏ－ＣＯ－のいずれであってもよい。
本明細書において、（ヘテロ）アリールとは、アリール及びヘテロアリールの意味である。
［光電変換素子］
従来技術と比較した本発明の特徴点としては、光電変換膜に、後述する式（１）で表される化合物（以下「特定化合物」ともいう。）を使用している点が挙げられる。
上記構成により、本発明の光電変換素子は、赤色波長領域、緑色波長領域、及び青色波長領域のいずれの波長の光に対しても優れた外部量子効率及び応答性を示す。
本発明の光電変換素子が上記効果を発現する作用機序は明らかではないが、特定化合物は、先行文献１～３に開示された化合物と比べると、ドナーとして機能し得る構造部位（式（１）に明示される２つの５員環が縮合した構造部位とＲａ１とを含む構造部位が相当する）の電子供与性が小さいため、イオン化ポテンシャルが深く、且つ、ＨＯＭＯ（Ｈｉｇｈｅｓｔ Ｏｃｃｕｐｉｅｄ Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｏｒｂｉｔａｌ（最高被占軌道））とＬＵＭＯ（Ｌｏｗｅｓｔ Ｕｎｏｃｃｕｐｉｅｄ Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｏｒｂｉｔａｌ（最低空軌道）の重なり積分が大きいと考えられる。特定化合物は、上記構造に起因した特性により、上述の効果を発現していると推測される。
特に後述するように、特定化合物のＹ１１で表される基が酸素原子である場合等においては、特定化合物の平面性がより高まることからＨＯＭＯとＬＵＭＯの重なり積分がより大きくなると推測され、上述の効果がより顕著に優れる。
以下、赤色波長領域、緑色波長領域、及び青色波長領域の各波長の光に対する外部量子効率、及び／又は、赤色波長領域、緑色波長領域、及び青色波長領域の各波長の光に対する応答性がより優れることを、単に「本発明の効果がより優れる」ともいう。
以下に、本発明の光電変換素子の好適実施形態について図面を参照して説明する。
図１に、本発明の光電変換素子の一実施形態の断面模式図を示す。図１に示す光電変換素子１０ａは、下部電極として機能する導電性膜（以下、下部電極とも記す）１１と、電子ブロッキング膜１６Ａと、後述する特定化合物を含む光電変換膜１２と、上部電極として機能する透明導電性膜（以下、上部電極とも記す）１５とがこの順に積層された構成を有する。また、図２に、本発明の光電変換素子の他の実施形態の断面模式図を示す。図２に示す光電変換素子１０ｂは、下部電極１１上に、電子ブロッキング膜１６Ａと、光電変換膜１２と、正孔ブロッキング膜１６Ｂと、上部電極１５とがこの順に積層された構成を有する。なお、図１及び図２中の電子ブロッキング膜１６Ａ、光電変換膜１２、及び正孔ブロッキング膜１６Ｂの積層順は、用途及び特性に応じて、適宜変更してもよい。
光電変換素子１０ａ（又は１０ｂ）では、上部電極１５を介して光電変換膜１２に光が入射されることが好ましい。
また、光電変換素子１０ａ（又は１０ｂ）を使用する場合には、電圧を印加できる。この場合、下部電極１１と上部電極１５とが一対の電極をなし、この一対の電極間に、１×１０－５～１×１０７Ｖ／ｃｍの電圧を印加することが好ましい。性能及び消費電力の点から、印加される電圧としては、１×１０－４～１×１０７Ｖ／ｃｍがより好ましく、１×１０－３～５×１０６Ｖ／ｃｍが更に好ましい。
なお、電圧印加方法については、図１及び図２において、電子ブロッキング膜１６Ａ側が陰極となり、光電変換膜１２側が陽極となるように印加することが好ましい。光電変換素子１０ａ（又は１０ｂ）を光センサとして使用した場合、また、撮像素子に組み込んだ場合も、同様の方法により電圧を印加できる。
後段で詳述するように、光電変換素子１０ａ（又は１０ｂ）は光センサ用途及び撮像素子用途に好適に適用できる。
以下に、本発明の光電変換素子を構成する各層の形態について詳述する。
〔光電変換膜〕
＜式（１）で表される化合物（特定化合物）＞
以下において、特定化合物について説明する。
なお、本明細書中、下記式（１）中、Ｒａ２が結合する炭素原子とそれに隣接する炭素原子とで構成されるＣ＝Ｃ二重結合に基づいて区別され得る幾何異性体について、式（１）は、シス体とトランス体のいずれをも含む。つまり、上記Ｃ＝Ｃ二重結合に基づいて区別されるシス体とトランス体とは、いずれも特定化合物に含まれる。
後述する式（２）におけるＲｂ２が結合する炭素原子とそれに隣接する炭素原子とで構成されるＣ＝Ｃ二重結合に基づいて区別され得る幾何異性体についても同様である。また、後述する式（３）におけるＲｃ２が結合する炭素原子とそれに隣接する炭素原子とで構成されるＣ＝Ｃ二重結合に基づいて区別され得る幾何異性体についても同様である。
また、本明細書中、下記式（１）中、Ｙ１１が＝ＣＲａ７Ｒａ８を表す場合において、Ｒａ７及びＲａ８が結合する炭素原子とそれに隣接する炭素原子（式（１）中に明示される、Ａ１１で表される環の構成原子である炭素原子に該当する）とで構成されるＣ＝Ｃ二重結合に基づいて区別され得る幾何異性体について、式（１）は、シス体とトランス体のいずれをも含む。つまり、上記Ｃ＝Ｃ二重結合に基づいて区別されるシス体とトランス体とは、いずれも特定化合物に含まれる。
後述する式（２）中、Ｙ４１が＝ＣＲｂ６Ｒｂ７を表す場合において、Ｒｂ６及びＲｂ７が結合する炭素原子とそれに隣接する炭素原子（式（２）中に明示される、Ａ４１で表される環の構成原子である炭素原子に該当する）とで構成されるＣ＝Ｃ二重結合に基づいて区別され得る幾何異性体についても同様である。また、後述する式（３）中、Ｙ５１が＝ＣＲｃ７Ｒｃ８を表す場合において、Ｒｃ７及びＲｃ８が結合する炭素原子とそれに隣接する炭素原子（式（３）中に明示される、Ａ５１で表される環の構成原子である炭素原子に該当する）とで構成されるＣ＝Ｃ二重結合に基づいて区別され得る幾何異性体についても同様である。
式（１）中、Ｘ１１及びＸ１２は、それぞれ独立に、酸素原子、硫黄原子、セレン原子、又は－ＮＲａ４－を表す。
Ｒａ４は、水素原子又は置換基を表す。
Ｒａ４で表される置換基の種類としては特に制限されず、後述する置換基Ｗで例示する基が挙げられる。
Ｒａ４としては、本発明の効果がより優れる点で、置換基を表すのが好ましく、なかでも、置換基を有していてもよい、アルキル基、アリール基、又はヘテロアリール基がより好ましく、置換基を有していてもよい、アルキル基又はアリール基がより好ましく、置換基を有していてもよい、炭素数１～４のアルキル基又はフェニル基が更に好ましい。また、上述のアルキル基、アリール基、及びヘテロアリール基が有していてもよい置換基としては、後述する置換基Ｗで例示する基が挙げられる。アリール基及びヘテロアリール基が更に置換基を有する場合、置換基としては、炭素数１～６のアルキル基が好ましい。
Ｘ１１としては、なかでも、本発明の効果がより優れる点で、硫黄原子又は－ＮＲａ４－が好ましく、－ＮＲａ４－がより好ましい。
Ｘ１２としては、なかでも、本発明の効果がより優れる点で、酸素原子、硫黄原子、又は－ＮＲａ４－が好ましい。
Ｘ１３は、窒素原子又は＝ＣＲａ５－を表す。
Ｒａ５は、水素原子又は置換基を表す。
Ｒａ５で表される置換基の種類としては特に制限されず、後述する置換基Ｗで例示する基が挙げられる。
Ｒａ５としては、本発明の効果がより優れる点で、水素原子、アルキル基、アリール基、又はヘテロアリール基が好ましく、水素原子がより好ましい。
Ｘ１３としては、なかでも、本発明の効果がより優れる点で、窒素原子が好ましい。
Ｒａ１～Ｒａ３は、それぞれ独立に、水素原子又は置換基を表す。Ｒａ１～Ｒａ３で表される置換基の種類としては特に制限されず、後述する置換基Ｗで例示する基が挙げられる。
なお、Ｒａ１が置換基を表す場合、上記置換基の分子量としては、特定化合物の蒸着適性をより向上させる点で、７００以下が好ましい。また、Ｒａ１が置換基を表す場合、本発明の効果がより優れる点で、上記置換基としては、後述する式（ＤＫ－１）～式（ＤＫ－４）で表される置換基以外の置換基であるのが好ましい。式（ＤＫ－１）～式（ＤＫ－４）で表される置換基については後述する。
また、Ｒａ１が置換基を表す場合、本発明の効果がより優れる点で、上記置換基としては、例えば、アミノ基、置換アミノ基、インドリン誘導体基、テトラヒドロキノリン誘導体基、２－ピラゾリン誘導体基、オキシインドール誘導体基、ヘキサヒドロピリミジン誘導体基、ローダニン誘導体基、ヒダントイン誘導体基、チオヒダントイン誘導体基、チアゾリノン誘導体基、チアゾリジンジオン誘導体基、オキサゾリジンジオン誘導体基、イミダゾリン誘導体基、及びピラゾリジンジオン誘導体基等の電子供与性が比較的強い置換基以外の置換基であるのも好ましい。
Ｒａ１としては、本発明の効果がより優れる点で、置換基を表すのが好ましく、なかでも、置換基を有していてもよい、アリール基、ヘテロアリール基、アルケニル基、又はアルキニル基がより好ましく、置換基を有していてもよい、アリール基又はアルキニル基がより好ましく、置換基を有していてもよい、フェニル基又は炭素数１～４のアルキニル基（例えば、アセチニル基、エチニル基、プロピニル基、及びブチニル基等）が更に好ましく、置換基を有していてもよい、フェニル基又は炭素数１～２のアルキニル基が特に好ましい。また、上述のアリール基、ヘテロアリール基、アルケニル基、及びアルキニル基が有していてもよい置換基としては、後述する置換基Ｗで例示する基が挙げられる。アリール基及びヘテロアリール基が更に置換基を有する場合、置換基としては、シアノ基等が好ましい。また、アルケニル基及びアルキニル基が更に置換基を有する場合、置換基としては、アリール基（例えば、フェニル基）等が好ましい。
Ｒａ２及びＲａ３としては、本発明の効果がより優れる点で、それぞれ独立に、水素原子、アルキル基、アリール基、又はヘテロアリール基が好ましく、水素原子がより好ましい。
Ａ１１は、少なくとも２つの炭素原子を含む環を表す。なお、２つの炭素原子とは、式（１）中のＹ１１が結合する炭素原子と、Ｙ１１が結合する炭素原子に隣接する炭素原子とを意図し、いずれの炭素原子もＡ１１を構成する原子である。
Ａ１１の炭素数としては、３～３０が好ましく、３～２０がより好ましく、３～１５が更に好ましい。なお、上記炭素数は、式（１）中に明示される２個の炭素原子を含む数である。
Ａ１１は、ヘテロ原子を有していてもよく、ヘテロ原子としては、例えば、窒素原子、硫黄原子、酸素原子、セレン原子、テルル原子、リン原子、ケイ素原子、及びホウ素原子が挙げられ、窒素原子、硫黄原子、又は酸素原子が好ましく、酸素原子がより好ましい。
Ａ１１は、置換基を有していてもよく、置換基としては、ハロゲン原子が好ましい。
Ａ１１中のヘテロ原子の数としては、０～１０が好ましく、０～５がより好ましく、０～２が更に好ましい。なお、上記ヘテロ原子の数は、式（１）中のＹ１１で表される基が含むヘテロ原子、及び、Ａ１１が置換基として有し得るハロゲン原子の数を含まない数である。
Ａ１１は、芳香族性を示してもよく、示さなくてもよい。
Ａ１１は、単環構造でもよく、縮環構造でもよいが、５員環、６員環、又は、５員環及び６員環の少なくともいずれかを含む縮合環であるのが好ましい。上記縮合環を形成する環の数としては、２～４が好ましく、２～３がより好ましい。
Ａ１１で表される環としては、なかでも、下記式（Ａ１）で表される基を有しているのが好ましい。なお、＊１は、式（１）中に明示されるＹ１１が結合する炭素原子との結合位置を表し、＊２は、式（１）中に明示されるＹ１１が結合する炭素原子に隣接する炭素原子との結合位置を表す。
＊１－Ｌ－Ｙ－Ｚ－＊２ （Ａ１）
式（Ａ１）中、Ｌは、単結合又は－ＮＲＬ－を表す。
ＲＬは、水素原子又は置換基を表す。ＲＬとしては、なかでも、アルキル基、アリール基、又はへテロアリール基が好ましく、アルキル基又はアリール基がより好ましい。
Ｌとしては、単結合が好ましい。
Ｙは、－ＣＲＹ１＝ＣＲＹ２－、－ＣＳ－ＮＲＹ３－、－ＣＳ－、－ＮＲＹ４－、又は－Ｎ＝ＣＲＹ５－を表し、なかでも、－ＣＲＹ１＝ＣＲＹ２－が好ましい。
ＲＹ１～ＲＹ５は、それぞれ独立に、水素原子又は置換基を表す。ＲＹ１～ＲＹ５としては、なかでも、それぞれ独立に、アルキル基、アリール基、又はヘテロアリール基が好ましく、アルキル基又はアリール基がより好ましい。
また、Ｙが－ＣＲＹ１＝ＣＲＹ２－を表す場合、ＲＹ１とＲＹ２とは互いに連結して環を形成するのが好ましく、ＲＹ１とＲＹ２とは互いに連結してベンゼン環を形成するのがより好ましい。
Ｚは、単結合、－ＣＯ－、－ＣＳ－、－Ｃ（＝ＮＲＺ１）－、又は－Ｃ（＝ＣＲＺ２ＲＺ３）－を表し、なかでも、－ＣＯ－又は－Ｃ（＝ＣＲＺ２ＲＺ３）－を表すのがより好ましく、－ＣＯ－であるのが更に好ましい。
ＲＺ１は、水素原子又は置換基を表す。
ＲＺ１で表される置換基の種類としては特に制限されず、後述する置換基Ｗで例示する基が挙げられる。
ＲＺ１としては、本発明の効果がより優れる点で、水素原子、アルキル基、アリール基、又はヘテロアリール基が好ましく、水素原子がより好ましい。
ＲＺ２及びＲＺ３は、それぞれ独立に、シアノ基又は－ＣＯＯＲＺ４を表す。ＲＺ４は、置換基を有していてもよい、アルキル基、アリール基、又はヘテロアリール基を表す。
ＲＺ２及びＲＺ３としては、なかでも、シアノ基であるのが好ましい。
なお、上記、Ｌ、Ｙ、及びＺの組み合わせとしては、－Ｌ－Ｙ－Ｚ－と式（１）中に明示される２個の炭素原子とが結合して形成される環が、５員環又は６員環となる組み合わせが好ましい。ただし、上述の通り上記５員環又は６員環は、更に異なる環（好ましくはベンゼン環）と縮環して、縮環構造を形成していてもよい。
式（Ａ１）で表される基としては、なかでも、下記式（Ａ２）で表される基であるのがより好ましい。
（Ａ２）
式（Ａ２）中、Ａ１及びＡ２は、それぞれ独立に、水素原子又は置換基を表す。
Ａ１とＡ２とは互いに連結して環を形成するのが好ましく、Ａ１とＡ２とは互いに連結してベンゼン環を形成するのがより好ましい。
Ａ１とＡ２とで形成される上記ベンゼン環は、更に置換基を有しているのも好ましい。置換基としては、ハロゲン原子が好ましく、塩素原子又はフッ素原子がより好ましい。
また、Ａ１とＡ２とで形成される上記ベンゼン環が有する置換基が、更に互いに連結して環を形成していてもよい。例としては、Ａ１とＡ２とで形成される上記ベンゼン環が有する置換基が、更に互いに連結してベンゼン環を形成していてもよい。
式（Ａ２）中の＊１、＊２、及びＺ１は、上述した式（Ａ１）中の＊１、＊２、Ｚと同義であり、好適態様も同じである。
式（Ａ１）で表される基としては、なかでも、下記式（Ａ３）で表される基であるのが更に好ましい。
（Ａ３）
式（Ａ３）中、Ａ３～Ａ６は、それぞれ独立に、水素原子又は置換基を表す。Ａ３～Ａ６としては、なかでも、それぞれ独立に、水素原子又はハロゲン原子が好ましく、水素原子、塩素原子、又はフッ素原子がより好ましく、水素原子が更に好ましい。
Ａ３とＡ４とは互いに連結して環を形成していてもよく、Ａ４とＡ５とは互いに連結して環を形成していてもよく、Ａ５とＡ６とは互いに連結して環を形成していてもよい。Ａ３とＡ４、Ａ４とＡ５、及びＡ５とＡ６とが、それぞれ互いに連結して形成する環はベンゼン環が好ましい。なかでも、Ａ４とＡ５とが互いに連結して環を形成するのが好ましく、Ａ４とＡ５とが互いに連結して形成される環はベンゼン環が好ましい。なお、Ａ４とＡ５とが互いに連結して形成される環には、更に置換基が置換していてもよい。
式（Ａ３）中の＊１、＊２、及びＺ１は、上述した式（Ａ１）中の＊１、＊２、Ｚと同義であり、好適態様も同じである。
このような環としては、通常メロシアニン色素で酸性核として用いられるものが好ましく、その具体例としては例えば以下のものが挙げられる。
（ａ）１，３－ジカルボニル核：例えば、１，３－インダンジオン核、１，３－シクロヘキサンジオン、５，５－ジメチル－１，３－シクロヘキサンジオン、及び１，３－ジオキサン－４，６－ジオン等。
（ｂ）ピラゾリノン核：例えば、１－フェニル－２－ピラゾリン－５－オン、３－メチル－１－フェニル－２－ピラゾリン－５－オン、及び１－（２－ベンゾチアゾリル）－３－メチル－２－ピラゾリン－５－オン等。
（ｃ）イソオキサゾリノン核：例えば、３－フェニル－２－イソオキサゾリン－５－オン、及び３－メチル－２－イソオキサゾリン－５－オン等。
（ｄ）オキシインドール核：例えば、１－アルキル－２，３－ジヒドロ－２－オキシインドール等。
（ｅ）２，４，６－トリオキソヘキサヒドロピリミジン核：例えば、バルビツール酸又は２－チオバルビツール酸及びその誘導体等。誘導体としては、例えば、１－メチル、１－エチル等の１－アルキル体、１，３－ジメチル、１，３－ジエチル、１，３－ジブチル等の１，３－ジアルキル体、１，３－ジフェニル、１，３－ジ（ｐ－クロロフェニル）、１，３－ジ（ｐ－エトキシカルボニルフェニル）等の１，３－ジアリール体、１－エチル－３－フェニル等の１－アルキル－１－アリール体、及び１，３－ジ（２―ピリジル）等の１，３－ジヘテロアリール体等が挙げられる。
（ｆ）２－チオ－２，４－チアゾリジンジオン核：例えば、ローダニン及びその誘導体等。誘導体としては、例えば、３－メチルローダニン、３－エチルローダニン、３－アリルローダニン等の３－アルキルローダニン、３－フェニルローダニン等の３－アリールローダニン、及び３－（２－ピリジル）ローダニン等の３－ヘテロアリールローダニン等が挙げられる。
（ｇ）２－チオ－２，４－オキサゾリジンジオン（２－チオ－２，４－（３Ｈ，５Ｈ）－オキサゾールジオン核：例えば、３－エチル－２－チオ－２，４－オキサゾリジンジオン等。
（ｈ）チアナフテノン核：例えば、３（２Ｈ）－チアナフテノン－１，１－ジオキサイド等。
（ｉ）２－チオ－２，５－チアゾリジンジオン核：例えば、３－エチル－２－チオ－２，５－チアゾリジンジオン等。
（ｊ）２，４－チアゾリジンジオン核：例えば、２，４－チアゾリジンジオン、３－エチル－２，４－チアゾリジンジオン、及び３－フェニル－２，４－チアゾリジンジオン等。
（ｋ）チアゾリン－４－オン核：例えば、４－チアゾリノン、及び２－エチル－４－チアゾリノン等。
（ｌ）２，４－イミダゾリジンジオン（ヒダントイン）核：例えば、２，４－イミダゾリジンジオン、及び３－エチル－２，４－イミダゾリジンジオン等。
（ｍ）２－チオ－２，４－イミダゾリジンジオン（２－チオヒダントイン）核：例えば、２－チオ－２，４－イミダゾリジンジオン、及び３－エチル－２－チオ－２，４－イミダゾリジンジオン等。
（ｎ）イミダゾリン－５－オン核：例えば、２－プロピルメルカプト－２－イミダゾリン－５－オン等。
（ｏ）３，５－ピラゾリジンジオン核：例えば、１，２－ジフェニル－３，５－ピラゾリジンジオン、及び１，２－ジメチル－３，５－ピラゾリジンジオン等。
（ｐ）ベンゾチオフェン－３（２Ｈ）－オン核：例えば、ベンゾチオフェン－３（２Ｈ）－オン、オキソベンゾチオフェン－３（２Ｈ）－オン、及びジオキソベンゾチオフェンー３（２Ｈ）－オン等。
（ｑ）インダノン核：例えば、１－インダノン、３－フェニル－１－インダノン、３－メチル－１－インダノン、３，３－ジフェニル－１－インダノン、及び３，３－ジメチル－１－インダノン等。
（ｒ）ベンゾフラン－３－（２Ｈ）－オン核：例えば、ベンゾフラン－３－（２Ｈ）－オン等。
（ｓ）２，２－ジヒドロフェナレン－１，３－ジオン核等。
Ｙ１１は、酸素原子、硫黄原子、＝ＮＲａ６、又は＝ＣＲａ７Ｒａ８を表し、本発明の効果がより優れる点で、なかでも、酸素原子又は＝ＣＲａ７Ｒａ８であるのが好ましく、酸素原子であるのがより好ましい。
Ｒａ６は、水素原子又は置換基を表す。
Ｒａ６で表される置換基の種類としては特に制限されず、後述する置換基Ｗで例示する基が挙げられる。
Ｒａ６としては、本発明の効果がより優れる点で、水素原子、アルキル基、アリール基、又はヘテロアリール基が好ましく、水素原子がより好ましい。
Ｒａ７及びＲａ８は、それぞれ独立に、シアノ基又は－ＣＯＯＲａ９を表す。Ｒａ９は、置換基を有していてもよい、アルキル基、アリール基、又はヘテロアリール基を表す。
Ｒａ７及びＲａ８としては、本発明の効果がより優れる点で、なかでも、シアノ基であるのが好ましい。
ただし、式（１）は、下記条件Ａ及びＢを満たす。
条件Ａ：式（１）中、Ｘ１１が－ＮＲａ４－を表す場合、Ｘ１３は窒素原子を表す。
条件Ｂ：式（１）中、Ｘ１１及びＸ１２が硫黄原子を表し、且つ、Ｘ１３が＝ＣＲａ５－を表す場合、Ｒａ１は、水素原子を表すか、又は、下記式（ＤＫ－１）～式（ＤＫ－４）で表される置換基以外の、分子量が７００以下の置換基を表す。つまり、式（１）中、Ｘ１１及びＸ１２が硫黄原子を表し、且つ、Ｘ１３が＝ＣＲａ５－を表す場合、Ｒａ１は、水素原子を表すか、又は、Ｒａ１が置換基を表す場合、上記置換基は、下記式（ＤＫ－１）～式（ＤＫ－４）で表される置換基ではない。また、条件Ｂにおいては、Ｒａ１が置換基を表す場合、特定化合物の蒸着適性がより向上する点で、上記置換基の分子量は７００以下である。
式（ＤＫ－１）中、Ｒｘ１１～Ｒｘ１４は、それぞれ独立に、水素原子又は置換基を表す。Ｒｘ１１及びＲｘ１２、Ｒｘ１２及びＲｘ１３、Ｒｘ１３及びＲｘ１４は、互いに結合して環を形成してもよい。＊ｘ１は、結合位置を表す。
式（ＤＫ－２）中、Ｒｘ２１及びＲｘ２２は、それぞれ独立に、置換基を表す。Ｚｘ２１は、酸素原子又は硫黄原子を表す。＊ｘ２は、結合位置を表す。
式（ＤＫ－３）中、Ａｒｘ３１及びＡｒｘ３２は、それぞれ独立に、置換基を有していてもよい、アリール基又はヘテロアリール基を表す。Ａｒｘ３３は、置換基を有していてもよい、アリーレン基又はヘテロアリーレン基を表す。Ａｒｘ３１及びＡｒｘ３２は、単結合又は２価の連結基を介して互いに結合してもよい。ｍが１の場合、Ａｒｘ３１及びＡｒｘ３３は、単結合又は２価の連結基を介して互いに結合してもよい。ｍが１の場合、Ａｒｘ３２及びＡｒｘ３３は、単結合又は２価の連結基を介して互いに結合してもよい。ｍは、０又は１を表す。＊ｘ３１は、結合位置を表す。
式（ＤＫ－４）中、Ｒｘ４１は、置換基を表す。＊ｘ４１は、結合位置を表す。
式（ＤＫ－１）において、Ｒｘ１１及びＲｘ１２、Ｒｘ１２及びＲｘ１３、並びに、Ｒｘ１３及びＲｘ１４が互いに結合して形成される環としては、芳香性であっても、非芳香族性であってもよく、例えば、ベンゼン環等が挙げられる。
式（ＤＫ－３）において、Ａｒｘ３１及びＡｒｘ３２で表されるアリール基、並びに、Ａｒｘ３３で表されるアリーレン基は、単環であっても、２つ以上の環が縮環した縮環構造（縮合環構造）であってもよい。２つ以上の環が縮環した縮環構造としては、例えば、ナフタレン等が挙げられる。
式（ＤＫ－３）において、Ａｒｘ３１及びＡｒｘ３２で表されるヘテロアリール基、並びに、Ａｒｘ３３で表されるヘテロアリーレン基は、単環であっても、２つ以上の環が縮環した縮環構造（縮合環構造）であってもよい。２つ以上の環が縮環した縮環構造としては、例えば、ベンゾチオフェン等が挙げられる。
式（ＤＫ－３）において、Ａｒｘ３１及びＡｒｘ３２、Ａｒｘ３１及びＡｒｘ３３、並びに、Ａｒｘ３２及びＡｒｘ３３が、単結合又は２価の連結基を介して互いに結合することにより形成される環としては、芳香性であっても、非芳香族性であってもよい。
特定化合物は、蒸着適性の悪化を回避する点から、カルボキシ基、カルボキシ基の塩、リン酸基、リン酸基の塩、スルホン酸基、及びスルホン酸基の塩のいずれも有さないことが好ましい。
また、上述の基及びその塩以外にも、蒸着適性の悪化を回避する点から、モノ硫酸エステル基、モノリン酸エステル基、ホスホン酸基、ホスフィン酸基、ホウ酸基、及びこれらの基の塩のいずれも有さないことが好ましい。
特定化合物としては、本発明の効果がより優れる点で、なかでも、下記式（２）で表される化合物であるのが好ましく、下記式（３）で表される化合物であるのがより好ましい。
以下において、まず、式（２）で表される化合物について詳述する。
式（２）中、Ｘ４１及びＸ４２は、それぞれ独立に、酸素原子、硫黄原子、セレン原子、又は－ＮＲｂ４－を表す。Ｒｂ４は、式（１）中のＲａ４と同義であり、好適態様も同じである。
Ｘ４１としては、なかでも、本発明の効果がより優れる点で、硫黄原子又は－ＮＲｂ４－が好ましく、－ＮＲｂ４－がより好ましい。
Ｘ４２としては、なかでも、本発明の効果がより優れる点で、酸素原子、硫黄原子、又は－ＮＲｂ４－が好ましい。
Ｒｂ１、Ｒｂ２、及びＲｂ３としては、式（１）中のＲａ１、Ｒａ２、及びＲａ３と各々同義であり、好適態様も同じである。
Ａ４１は、少なくとも２つの炭素原子を含む環を表す。なお、２つの炭素原子とは、式（２）中のＹ４１が結合する炭素原子と、Ｙ４１が結合する炭素原子に隣接する炭素原子とを意図し、いずれの炭素原子もＡ４１を構成する原子である。
Ａ４１としては、式（１）中のＡ１１と同義であり、好適態様も同じである。
Ｙ４１は、酸素原子、硫黄原子、＝ＮＲｂ５、又は＝ＣＲｂ６Ｒｂ７を表し、本発明の効果がより優れる点で、なかでも、酸素原子又は＝ＣＲｂ６Ｒｂ７であるのが好ましく、酸素原子であるのがより好ましい。
Ｒｂ５としては、式（１）中のＲａ６と同義であり、好適態様も同じである。
Ｒｂ６及びＲｂ７は、それぞれ独立に、シアノ基又は－ＣＯＯＲｂ８を表し、本発明の効果がより優れる点で、なかでも、シアノ基であるのが好ましい。
Ｒｂ８は、置換基を有していてもよい、アルキル基、アリール基、又はヘテロアリール基を表す。
次に、式（３）で表される化合物について詳述する。
式（３）中、Ｘ５１は、酸素原子、硫黄原子、セレン原子、又は－ＮＲｃ５－を表す。Ｒｃ５は、式（１）中のＲａ４と同義であり、好適態様も同じである。
Ｘ５１としては、なかでも、本発明の効果がより優れる点で、酸素原子、硫黄原子、又は－ＮＲｃ５－が好ましい。
Ｒｃ１、Ｒｃ２、及びＲｃ３としては、式（１）中のＲａ１、Ｒａ２、及びＲａ３と各々同義であり、好適態様も同じである。
Ｒｃ４は、水素原子又は置換基を表す。
Ｒｃ４で表される置換基の種類としては特に制限されず、後述する置換基Ｗで例示する基が挙げられる。
Ｒｃ４としては、本発明の効果がより優れる点で、置換基を表すのが好ましく、なかでも、置換基を有していてもよい、アルキル基、アリール基、又はヘテロアリール基がより好ましく、置換基を有していてもよい、アルキル基又はアリール基であるのがより好ましく、置換基を有していてもよい、炭素数１～４のアルキル基又はフェニル基が更に好ましい。また、上述のアルキル基、アリール基、及びヘテロアリール基が有していてもよい置換基としては、後述する置換基Ｗで例示する基が挙げられる。アリール基及びヘテロアリール基が更に置換基を有する場合、置換基としては、炭素数１～６のアルキル基が好ましい。
Ａ５１は、少なくとも２つの炭素原子を含む環を表す。なお、２つの炭素原子とは、式（３）中のＹ５１が結合する炭素原子と、Ｙ５１が結合する炭素原子に隣接する炭素原子とを意図し、いずれの炭素原子もＡ５１を構成する原子である。
Ａ５１としては、式（１）中のＡ１１と同義であり、好適態様も同じである。
Ｙ５１は、酸素原子、硫黄原子、＝ＮＲｃ６、又は＝ＣＲｃ７Ｒｃ８を表し、本発明の効果がより優れる点で、なかでも、酸素原子又は＝ＣＲｃ７Ｒｃ８であるのが好ましく、酸素原子であるのがより好ましい。
Ｒｃ６としては、式（１）中のＲａ６と同義であり、好適態様も同じである。
Ｒｃ７及びＲｃ８は、それぞれ独立に、シアノ基又は－ＣＯＯＲｃ９を表し、本発明の効果がより優れる点で、なかでも、シアノ基であるのが好ましい。
Ｒｃ９は、置換基を有していてもよい、アルキル基、アリール基、又はヘテロアリール基を表す。
特定化合物としては、本発明の効果がより優れる点で、なかでも、式（３）で表される化合物であって且つ下記（Ｘ１）～（Ｘ３）のうち１つ以上を満たすのが好ましく、式（３）で表される化合物であって且つ下記（Ｘ１）～（Ｘ３）のうち２つ以上を満たすのがより好ましく、式（３）で表される化合物であって且つ下記（Ｘ１）～（Ｘ３）をいずれも満たすのが更に好ましい。
（Ｘ１）Ｒｃ１で表される基が、置換基を有していてもよい、アリール基、ヘテロアリール基、アルケニル基、又はアルキニル基である。
（Ｘ２）Ｙ５１で表される基が、酸素原子である。
（Ｘ３）Ｒｃ４で表される基が、置換基を有していてもよい、アルキル基、アリール基、又はヘテロアリール基である。
（置換基Ｗ）
本明細書における置換基Ｗについて記載する。
置換基Ｗとしては、例えば、ハロゲン原子、アルキル基（シクロアルキル基、ビシクロアルキル基、及びトリシクロアルキル基を含む）、アルケニル基（シクロアルケニル基、及びビシクロアルケニル基を含む）、アルキニル基、アリール基、複素環基（ヘテロ環基といってもよい）、シアノ基、ヒドロキシ基、ニトロ基、アルコキシ基、アリールオキシ基、シリルオキシ基、ヘテロ環オキシ基、アシルオキシ基、カルバモイルオキシ基、アルコキシカルボニルオキシ基、アリールオキシカルボニルオキシ基、アミノ基（アニリノ基を含む）、アンモニオ基、アシルアミノ基、アミノカルボニルアミノ基、アルコキシカルボニルアミノ基、アリールオキシカルボニルアミノ基、スルファモイルアミノ基、アルキル又はアリールスルホニルアミノ基、メルカプト基、アルキルチオ基、アリールチオ基、ヘテロ環チオ基、スルファモイル基、アルキル又はアリールスルフィニル基、アルキル又はアリールスルホニル基、アシル基、アリールオキシカルボニル基、アルコキシカルボニル基、カルバモイル基、アリール又はヘテロ環アゾ基、イミド基、ホスフィノ基、ホスフィニル基、ホスフィニルオキシ基、ホスフィニルアミノ基、ホスホノ基、シリル基、ヒドラジノ基、ウレイド基、ボロン酸基（－Ｂ（ＯＨ）２）、及びその他の公知の置換基が挙げられる。
また、置換基Ｗは、更に置換基Ｗで置換されていてもよい。例えば、アルキル基にハロゲン原子が置換していてもよい。
なお、置換基Ｗの詳細については、特開２００７－２３４６５１号公報の段落［００２３］に記載される。
ただし、上述の通り、蒸着適性の悪化を回避する点から、特定化合物は、カルボキシ基、カルボキシ基の塩、リン酸基、リン酸基の塩、スルホン酸基、及びスルホン酸基の塩のいずれも有さないのが好ましい。
（式（１）～（３）のいずれかで表される化合物が有し得るアルキル基、アリール基、ヘテロアリール基）
特定化合物（式（１）～（３）のいずれかで表される化合物）が有するアルキル基の炭素数は特に制限されないが、１～１０が好ましく、１～６がより好ましく、１～４が更に好ましい。アルキル基としては、直鎖状、分岐鎖状、及び環状のいずれであってもよい。また、アルキル基には、置換基（例えば、置換基Ｗ）が置換していてもよい。
アルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、ｎ－プロピル基、ｉ－プロピル基、ｎ―ブチル基、ｔ－ブチル基、ｎ－ヘキシル基、及びシクロへキシル基等が挙げられる。
特定化合物（式（１）～（３）のいずれかで表される化合物）が有するアリール基中の炭素数は特に制限されないが、６～３０が好ましく、６～１８がより好ましく、６が更に好ましい。アリール基は、単環構造であっても、２つ以上の環が縮環した縮環構造（縮合環構造）であってもよい。また、アリール基には、置換基（例えば、置換基Ｗ）が置換していてもよい。
アリール基としては、例えば、フェニル基、ナフチル基、アントリル基、ピレニル基、フェナントレニル基、メチルフェニル基、ジメチルフェニル基、ビフェニル基、及びフルオレニル基等が挙げられ、フェニル基、ナフチル基、又はアントリル基が好ましい。
特定化合物（式（１）～（３）のいずれかで表される化合物）が有するヘテロアリール基（１価の芳香族複素環基）中の炭素数は特に制限されないが、３～３０が好ましく、３～１８がより好ましい。ヘテロアリール基には、置換基（例えば、置換基Ｗ）が置換していてもよい。
ヘテロアリール基は、炭素原子、及び水素原子以外にヘテロ原子を有する。ヘテロ原子としては、例えば、硫黄原子、酸素原子、窒素原子、セレン原子、テルル原子、リン原子、ケイ素原子、及びホウ素原子が挙げられ、硫黄原子、酸素原子、又は窒素原子が好ましい。
ヘテロアリール基が有するヘテロ原子の数は特に制限されず、通常、１～１０程度であり、１～４が好ましく、１～２がより好ましい。
ヘテロアリール基の環員数は特に制限されないが、３～８が好ましく、５～７がより好ましく、５～６が更に好ましい。なお、ヘテロアリール基は、単環構造であっても、２つ以上の環が縮環した縮環構造であってもよい。縮環構造の場合、ヘテロ原子を有さない芳香族炭化水素環（例えば、ベンゼン環）が含まれていてもよい。
ヘテロアリール基としては、例えば、ピリジル基、キノリル基、イソキノリル基、アクリジニル基、フェナントリジニル基、プテリジニル基、ピラジニル基、キノキサリニル基、ピリミジニル基、キナゾリル基、ピリダジニル基、シンノリニル基、フタラジニル基、トリアジニル基、オキサゾリル基、ベンゾオキサゾリル基、チアゾリル基、ベンゾチアゾリル基、イミダゾリル基、ベンゾイミダゾリル基、ピラゾリル基、インダゾリル基、イソオキサゾリル基、ベンゾイソオキサゾリル基、イソチアゾリル基、ベンゾイソチアゾリル基、オキサジアゾリル基、チアジアゾリル基、トリアゾリル基、テトラゾリル基、フリル基、ベンゾフリル基、チエニル基、ベンゾチエニル基、ジベンゾフリル基、ジベンゾチエニル基、ピロリル基、インドリル基、イミダゾピリジニル基、及びカルバゾリル基等が挙げられる。
以下に、特定化合物を例示する。
なお、下記で示す構造式は、化合物を式（１）に当てはめた場合において、Ｒａ２が結合する炭素原子とそれに隣接する炭素原子とで構成されるＣ＝Ｃ二重結合に相当する基に基づいて区別され得るシス体とトランス体とのいずれをも含むことを意図する。また、Ｙ１１が＝ＣＲａ７Ｒａ８を表す場合において、Ｒａ７及びＲａ８が結合する炭素原子とそれに隣接する炭素原子（式（１）中に明示される、Ａ１１で表される環の構成原子である炭素原子に該当する）とで構成されるＣ＝Ｃ二重結合に基づいて区別され得るシス体とトランス体とのいずれをも含むことを意図する。
なお、下記例示中、「ＴＭＳ」とは、トリメチルシリル基を意図する。
特定化合物の分子量は特に制限されないが、３００～９００が好ましい。分子量が９００以下であれば、蒸着温度が高くならず、化合物の分解が起こりにくい。分子量が３００以上であれば、蒸着膜のガラス転移点が低くならず、光電変換素子の耐熱性が向上する。
特定化合物の極大吸収波長は、５００～６５０ｎｍの範囲にあることが好ましく、５４０～６２０ｎｍの範囲にあることがより好ましい。
なお、上記極大吸収波長は、特定化合物の吸収スペクトルを吸光度が０．５～１になる程度の濃度に調整して溶液状態（溶剤：クロロホルム）で測定した値である。
特定化合物の極大吸収波長における吸収係数は、５００００ｃｍ－１以上が好ましく、７５０００ｃｍ－１以上がより好ましく、１０００００ｃｍ－１以上が更に好ましい。上記吸光係数の上限に特に制限はなく、例えば、３０００００ｃｍ－１以下である。
特定化合物は、後述のｐ型半導体材料とのエネルギー準位のマッチングの点で、単独膜でのイオン化ポテンシャルが５．２～６．２ｅＶである化合物であることが好ましく、５．２～６．１ｅＶである化合物であることがより好ましく、５．４～６．０ｅＶである化合物であることが更に好ましい。
なお、光電変換膜中、特定化合物は、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
光電変換膜は、上述の特定化合物以外に、更に、後述するｎ型半導体材料を含むか、又は、後述するｎ型半導体材料と後述するｐ型半導体材料とを含むのが好ましい。
光電変換膜が後述するｎ型半導体材料を含む場合、光電変換素子の応答性の点から、光電変換膜全体における、特定化合物とｎ型半導体材料との合計の含有量に対する特定化合物の含有量（＝特定化合物の単層換算での膜厚の合計／（特定化合物の単層換算での膜厚の合計＋ｎ型半導体材料の単層換算での膜厚）×１００）は、２０～８０体積％が好ましく、４０～８０体積％がより好ましい。
また、光電変換膜が、後述するｎ型半導体材料と後述するｐ型半導体材料とを含む場合、光電変換素子の応答性の点から、光電変換膜全体における、特定化合物の含有量（＝特定化合物の単層換算での膜厚の合計／（特定化合物の単層換算での膜厚の合計＋ｎ型半導体材料の単層換算での膜厚＋ｐ型半導体材料の単層換算での膜厚）×１００）は、１５～７５体積％が好ましく、２５～７５体積％がより好ましい。
なお、光電変換膜は、実質的に、特定化合物とｎ型半導体材料から構成されるか、又は、実質的に、特定化合物とｎ型半導体材料とｐ型半導体材料とから構成されることが好ましい。なお、「実質的」とは、光電変換膜が特定化合物とｎ型半導体材料から構成される場合においては、光電変換膜全質量に対して、特定化合物及びｎ型半導体材料の合計含有量が９５質量％以上であることを意図し、光電変換膜が特定化合物とｎ型半導体材料とｐ型半導体材料とから構成される場合においては、光電変換膜全質量に対して、特定化合物とｎ型半導体材料とｐ型半導体材料との合計含有量が９５質量％以上であることを意図する。
＜ｎ型半導体材料＞
光電変換膜は、特定化合物以外の他の成分として、ｎ型半導体材料を含むことが好ましい。ｎ型半導体材料は、アクセプター性有機半導体材料（化合物）であり、電子を受容しやすい性質がある有機化合物をいう。
更に詳しくは、ｎ型半導体材料は、特定化合物よりも電子輸送性に優れる有機化合物をいう。また、ｎ型半導体材料は、特定化合物に対して電子親和力が大きいことが好ましい。
本明細書において、化合物の電子輸送性（電子キャリア移動度）は、例えば、Ｔｉｍｅ－ｏｆ－Ｆｌｉｇｈｔ法（飛程時間法、ＴＯＦ法）、又は電界効果トランジスタ素子を用いて評価できる。
ｎ型半導体材料の電子キャリア移動度は、１０－４ｃｍ２／Ｖ・ｓ以上であることが好ましく、１０－３ｃｍ２／Ｖ・ｓ以上であることがより好ましく、１０－２ｃｍ２／Ｖ・ｓ以上であることが更に好ましい。上記電子キャリア移動度の上限は特に制限されないが、光照射していない状態で微量の電流が流れることを抑制する点から、例えば、１０ｃｍ２／Ｖ・ｓ以下が好ましい。
本明細書において、電子親和力の値としてＧａｕｓｓｉａｎ‘０９（Ｇａｕｓｓｉａｎ社製ソフトウェア）を用いてＢ３ＬＹＰ／６－３１Ｇ（ｄ）の計算により求められるＬＵＭＯの値の反数の値（マイナス１を掛けた値）を用いる。
ｎ型半導体材料の電子親和力は、３．０～５．０ｅＶが好ましい。
ｎ型半導体材料は、例えば、フラーレン及びその誘導体からなる群より選択されるフラーレン類、縮合芳香族炭素環化合物（例えば、ナフタレン誘導体、アントラセン誘導体、フェナントレン誘導体、テトラセン誘導体、ピレン誘導体、ペリレン誘導体、及びフルオランテン誘導体）；窒素原子、酸素原子、及び硫黄原子の少なくとも１つを有する５～７員環のヘテロ環化合物（例えば、ピリジン、ピラジン、ピリミジン、ピリダジン、トリアジン、キノリン、キノキサリン、キナゾリン、フタラジン、シンノリン、イソキノリン、プテリジン、アクリジン、フェナジン、フェナントロリン、テトラゾール、ピラゾール、イミダゾール、及びチアゾール等）；ポリアリーレン化合物；フルオレン化合物；シクロペンタジエン化合物；シリル化合物；１，４，５，８－ナフタレンテトラカルボン酸無水物；１，４，５，８－ナフタレンテトラカルボン酸無水物イミド誘導体、オキサジアゾール誘導体；アントラキノジメタン誘導体；ジフェニルキノン誘導体；バソクプロイン、バソフェナントロリン、及びこれらの誘導体；トリアゾール化合物；ジスチリルアリーレン誘導体；含窒素ヘテロ環化合物を配位子として有する金属錯体；シロール化合物；並びに、特開２００６－１００７６７号公報の段落［００５６］～［００５７］に記載の化合物が挙げられる。
なかでも、ｎ型半導体材料は、フラーレン及びその誘導体からなる群より選択されるフラーレン類を含むことが好ましい。
フラーレンは、例えば、フラーレンＣ６０、フラーレンＣ７０、フラーレンＣ７６、フラーレンＣ７８、フラーレンＣ８０、フラーレンＣ８２、フラーレンＣ８４、フラーレンＣ９０、フラーレンＣ９６、フラーレンＣ２４０、フラーレンＣ５４０、及びミックスドフラーレンが挙げられる。
フラーレン誘導体は、例えば、上記フラーレンに置換基が付加した化合物が挙げられる。置換基は、アルキル基、アリール基、又は複素環基が好ましい。フラーレン誘導体は、特開２００７－１２３７０７号公報に記載の化合物が好ましい。
ｎ型半導体材料がフラーレン類を含む場合、光電変換膜中におけるｎ型半導体材料の合計の含有量に対するフラーレン類の含有量（＝（フラーレン類の単層換算での膜厚／全ｎ型半導体材料の単層換算での膜厚）×１００）は、１５～１００体積％が好ましく、３５～１００体積％がより好ましい。
上段までに記載したｎ型半導体材料に代えて、又は、上段までに記載したｎ型半導体材料とともに、ｎ型半導体材料として有機色素を使用してもよい。
ｎ型半導体材料として有機色素を使用することで、光電変換素子の吸収波長（極大吸収波長）を、任意の波長域にコントロールしやすい。
上記有機色素は、例えば、シアニン色素、スチリル色素、ヘミシアニン色素、メロシアニン色素（ゼロメチンメロシアニン（シンプルメロシアニン）を含む）、ロダシアニン色素、アロポーラー色素、オキソノール色素、ヘミオキソノール色素、スクアリウム色素、クロコニウム色素、アザメチン色素、クマリン色素、アリーリデン色素、アントラキノン色素、トリフェニルメタン色素、アゾ色素、アゾメチン色素、メタロセン色素、フルオレノン色素、フルギド色素、ペリレン色素、フェナジン色素、フェノチアジン色素、キノン色素、ジフェニルメタン色素、ポリエン色素、アクリジン色素、アクリジノン色素、ジフェニルアミン色素、キノフタロン色素、フェノキサジン色素、フタロペリレン色素、ジオキサン色素、ポルフィリン色素、クロロフィル色素、フタロシアニン色素、サブフタロシアニン色素、金属錯体色素、特開２０１４－０８２４８３号公報の段落［００８３］～［００８９］に記載の化合物、特開２００９－１６７３４８号公報の段落［００２９］～［００３３］に記載の化合物、特開２０１２－０７７０６４号公報の段落［０１９７］～［０２２７］に記載の化合物、ＷＯ２０１８－１０５２６９号公報の段落［００３５］～［００３８］に記載の化合物、ＷＯ２０１８－１８６３８９号公報の段落［００４１］～［００４３］に記載の化合物、ＷＯ２０１８－１８６３９７号公報の段落［００５９］～［００６２］に記載の化合物、ＷＯ２０１９－００９２４９号公報の段落［００７８］～［００８３］に記載の化合物、ＷＯ２０１９－０４９９４６号公報の段落［００５４］～［００５６］に記載の化合物、ＷＯ２０１９－０５４３２７号公報の段落［００５９］～［００６３］に記載の化合物、及びＷＯ２０１９－０９８１６１号公報の段落［００８６］～［００８７］に記載の化合物が挙げられる。
ｎ型半導体材料が有機色素を含む場合、光電変換膜中におけるｎ型半導体材料の合計の含有量に対する上記有機色素の含有量（＝（有機色素の単層換算での膜厚／全ｎ型半導体材料の単層換算での膜厚）×１００）は、１５～１００体積％が好ましく、３５～１００体積％がより好ましい。
ｎ型半導体材料の分子量は、２００～１２００が好ましく、２００～１０００がより好ましい。
光電変換膜は、特定化合物とｎ型半導体材料とが混合された状態で形成されるバルクヘテロ構造を有することが好ましい。バルクヘテロ構造は、光電変換膜内で、特定化合物とｎ型半導体材料とが混合、分散している層である。バルクヘテロ構造を有する光電変換膜は、湿式法及び乾式法のいずれでも形成できる。なお、バルクへテロ構造については、特開２００５－３０３２６６号公報の段落［００１３］～［００１４］等において詳細に説明されている。
光電変換膜におけるｎ型半導体材料の含有量（＝（ｎ型半導体材料の単層換算での膜厚／光電変換膜全体の膜厚）×１００）は５～７０体積％が好ましく、１０～６０体積％がより好ましく、１５～６０体積％が更に好ましい。
なお、光電変換膜中に含まれるｎ型半導体材料は、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
＜ｐ型半導体材料＞
光電変換膜は、特定化合物以外の他の成分として、特定化合物及びｎ型半導体材料に加えて、更にｐ型半導体材料を含むことも好ましい。なお、特定化合物をｐ型半導体材料として使用する場合は、上記ｐ型半導体材料は、特定化合物以外のｐ型半導体材料を意図する。
ｐ型半導体材料とは、ドナー性有機半導体材料（化合物）であり、電子を供与しやすい性質がある有機化合物をいう。
更に詳しくは、ｐ型半導体材料とは、特定化合物よりも正孔輸送性に優れる有機化合物をいう。
本明細書において、化合物の正孔輸送性（正孔キャリア移動度）は、例えば、Ｔｉｍｅ－ｏｆ－Ｆｌｉｇｈｔ法（飛程時間法、ＴＯＦ法）、又は、電界効果トランジスタ素子を用いて評価できる。
ｐ型半導体材料の正孔キャリア移動度は、１０－４ｃｍ２／Ｖ・ｓ以上であることが好ましく、１０－３ｃｍ２／Ｖ・ｓ以上であることがより好ましく、１０－２ｃｍ２／Ｖ・ｓ以上であることが更に好ましい。上記正孔キャリア移動度の上限は特に制限されないが、光照射していない状態で微量の電流が流れることを抑制する点から、例えば、１０ｃｍ２／Ｖ・ｓ以下が好ましい。
また、ｐ型半導体材料は、特定化合物に対してイオン化ポテンシャルが小さいことも好ましい。
光電変換膜がｐ型半導体材料を含む場合、特定化合物と、ｐ型半導体材料と、上述のｎ型半導体材料とが混合された状態で形成されるバルクヘテロ構造を有することが好ましい。
ｐ型半導体材料としては、例えば、トリアリールアミン化合物（例えば、Ｎ，Ｎ’－ビス(３－メチルフェニル)－(１，１’－ビフェニル)－４，４’－ジアミン（ＴＰＤ）、４，４’－ビス［Ｎ－(ナフチル)－Ｎ－フェニル－アミノ］ビフェニル（α－ＮＰＤ）、特開２０１１－２２８６１４号公報の段落［０１２８］～［０１４８］に記載の化合物、特開２０１１－１７６２５９号公報の段落［００５２］～［００６３］に記載の化合物、特開２０１１－２２５５４４号公報の段落［０１１９］～［０１５８］に記載の化合物、特開２０１５－１５３９１０号公報の段落［００４４］～［００５１］に記載の化合物、及び特開２０１２－０９４６６０号公報の段落［００８６］～［００９０］に記載の化合物等）、ピラゾリン化合物、スチリルアミン化合物、ヒドラゾン化合物、ポリシラン化合物、チオフェン化合物（例えば、チエノチオフェン誘導体、ジベンゾチオフェン誘導体、ベンゾジチオフェン誘導体、ジチエノチオフェン誘導体、［１］ベンゾチエノ［３，２－ｂ］チオフェン（ＢＴＢＴ）誘導体、チエノ［３，２－ｆ：４，５－ｆ´］ビス［１］ベンゾチオフェン（ＴＢＢＴ）誘導体、特開２０１８－０１４４７４号の段落［００３１］～［００３６］に記載の化合物、ＷＯ２０１６－１９４６３０号の段落［００４３］～［００４５］に記載の化合物、ＷＯ２０１７－１５９６８４号の段落［００２５］～［００３７］、［００９９］～［０１０９］に記載の化合物、特開２０１７－０７６７６６号公報の段落［００２９］～［００３４］に記載の化合物、ＷＯ２０１８－２０７７２２の段落［００１５］～［００２５］に記載の化合物、特開２０１９－０５４２２８の段落［００４５］～［００５３］に記載の化合物、ＷＯ２０１９－０５８９９５の段落［００４５］～［００５５］に記載の化合物、ＷＯ２０１９－０８１４１６の段落［００６３］～［００８９］に記載の化合物、特開２０１９－０８００５２の段落［００３３］～［００３６］に記載の化合物、ＷＯ２０１９－０５４１２５の段落［００４４］～［００５４］に記載の化合物、ＷＯ２０１９－０９３１８８の段落［００４１］～［００４６］に記載の化合物、等）、シアニン化合物、オキソノール化合物、ポリアミン化合物、インドール化合物、ピロール化合物、ピラゾール化合物、ポリアリーレン化合物、縮合芳香族炭素環化合物（例えば、ナフタレン誘導体、アントラセン誘導体、フェナントレン誘導体、テトラセン誘導体、ペンタセン誘導体、ピレン誘導体、ペリレン誘導体、及びフルオランテン誘導体）、ポルフィリン化合物、フタロシアニン化合物、トリアゾール化合物、オキサジアゾール化合物、イミダゾール化合物、ポリアリールアルカン化合物、ピラゾロン化合物、アミノ置換カルコン化合物、オキサゾール化合物、フルオレノン化合物、シラザン化合物、並びに、含窒素ヘテロ環化合物を配位子として有する金属錯体が挙げられる。
また、ｐ型半導体材料は、式（ｐ１）で表される化合物、式（ｐ２）で表される化合物、式（ｐ３）で表される化合物、式（ｐ４）で表される化合物、又は式（ｐ５）で表される化合物も好ましい。
式（ｐ１）～（ｐ５）中、二つ存在するＲは、それぞれ独立に、水素原子、又は置換基を表す。なお、Ｒで表される置換基としては、アルキル基、アルコキシ基、ハロゲン原子、アルキルチオ基、（ヘテロ）アリールチオ基、アルキルアミノ基、（ヘテロ）アリールアミノ基、及び（ヘテロ）アリール基等が挙げられる。これらの基は可能な場合、更に置換基を有していてもよい。例えば、（ヘテロ）アリール基は、更に置換基を有してもよいアリールアリール基（つまりビアリール基。この基を構成するアリール基の少なくとも一方がヘテロアリール基でもよい）になっていてもよい。
また、Ｒで表される置換基としては、ＷＯ２０１９／０８１４１６号の式（ＩＸ）におけるＲで表される基も好ましい。
Ｘ及びＹは、それぞれ独立に、－ＣＲ２ ２－、硫黄原子、酸素原子、－ＮＲ２－、又は－ＳｉＲ２ ２－を表す。
Ｒ２は、水素原子、置換基を有してもよいアルキル基（好ましくはメチル基又はトリフルオロメチル基）、置換基を有してもよいアリール基、又は置換基を有してもよいヘテロアリール基を表す２以上存在するＲ２は、それぞれ同一でも異なっていてもよい。
以下に、ｐ型半導体材料として使用し得る化合物を例示する。
光電変換膜におけるｐ型半導体材料の含有量（＝（ｐ型半導体材料の単層換算での膜厚／光電変換膜全体の膜厚）×１００）は５～７０体積％が好ましく、１０～５０体積％がより好ましく、１５～４０体積％が更に好ましい。
なお、光電変換膜中に含まれるｐ型半導体材料は、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
本発明における光電変換膜は非発光性膜であり、有機電界発光素子（ＯＬＥＤ：Ｏｒｇａｎｉｃ Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）とは異なる特徴を有する。非発光性膜とは発光量子効率が１％以下の膜を意図し、発光量子効率は０．５％以下が好ましく、０．１％以下がより好ましい。
＜成膜方法＞
光電変換膜は、主に、塗布式成膜法及び乾式成膜法により成膜できる。
塗布式成膜は、例えば、ドロップキャスト法、キャスト法、ディップコート法、ダイコーター法、ロールコーター法、バーコーター法、及びスピンコート法を含む塗布法、インクジェット法、スクリーン印刷法、グラビア印刷法、フレキソグラフィー印刷法、オフセット印刷法、及びマイクロコンタクト印刷法を含む各種印刷法、並びにＬａｎｇｍｕｉｒ－Ｂｌｏｄｇｅｔｔ（ＬＢ）法等が挙げられる。
乾式成膜法は、例えば、蒸着法（特に、真空蒸着法）、スパッタ法、イオンプレーティング法、及びＭＢＥ（Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｂｅａｍ Ｅｐｉｔａｘｙ）法等の物理気相成長法、並びに、プラズマ重合等のＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法が挙げられる。
なかでも、乾式成膜法が好ましく、真空蒸着法がより好ましい。真空蒸着法により光電変換膜を成膜する場合、真空度及び蒸着温度等の製造条件は常法に従って設定できる。
光電変換膜の厚みは、１０～１０００ｎｍが好ましく、５０～８００ｎｍがより好ましく、５０～５００ｎｍが更に好ましい。
＜電極＞
電極（上部電極（透明導電性膜）１５と下部電極（導電性膜）１１）は、導電性材料から構成される。導電性材料は、金属、合金、金属酸化物、電気伝導性化合物、及びこれらの混合物等が挙げられる。
上部電極１５から光が入射されるため、上部電極１５は検知したい光に対し透明であることが好ましい。上部電極１５を構成する材料は、例えば、アンチモン又はフッ素等をドープした酸化錫（ＡＴＯ：Ａｎｔｉｍｏｎｙ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ、ＦＴＯ：Ｆｌｕｏｒｉｎｅ ｄｏｐｅｄ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）、酸化錫、酸化亜鉛、酸化インジウム、酸化インジウム錫（ＩＴＯ：Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）、及び酸化亜鉛インジウム（ＩＺＯ：Ｉｎｄｉｕｍ ｚｉｎｃ ｏｘｉｄｅ）等の導電性金属酸化物；金、銀、クロム、及びニッケル等の金属薄膜；これらの金属と導電性金属酸化物との混合物又は積層物；並びに、ポリアニリン、ポリチオフェン、及びポリピロール等の有機導電性材料、等が挙げられる。なかでも、高導電性及び透明性等の点から、導電性金属酸化物が好ましい。
通常、導電性膜をある範囲より薄くすると、急激な抵抗値の増加をもたらすが、本実施形態にかかる光電変換素子を組み込んだ固体撮像素子では、シート抵抗は、好ましくは１００～１００００Ω／□でよく、薄膜化できる膜厚の範囲の自由度は大きい。また、上部電極（透明導電性膜）１５は厚みが薄いほど吸収する光の量は少なくなり、一般に光透過率が増す。光透過率の増加は、光電変換膜での光吸収を増大させ、光電変換能を増大させるため、好ましい。薄膜化に伴う、リーク電流の抑制、薄膜の抵抗値の増大、及び透過率の増加を考慮すると、上部電極１５の膜厚は、５～１００ｎｍが好ましく、５～２０ｎｍがより好ましい。
下部電極１１は、用途に応じて、透明性を持たせる場合と、逆に透明性を持たせず光を反射させる場合とがある。下部電極１１を構成する材料は、例えば、アンチモン又はフッ素等をドープした酸化錫（ＡＴＯ、ＦＴＯ）、酸化錫、酸化亜鉛、酸化インジウム、酸化インジウム錫（ＩＴＯ）、及び酸化亜鉛インジウム（ＩＺＯ）等の導電性金属酸化物；金、銀、クロム、ニッケル、チタン、タングステン、及びアルミ等の金属、これらの金属の酸化物又は窒化物等の導電性化合物（一例として窒化チタン（ＴｉＮ）を挙げる）；これらの金属と導電性金属酸化物との混合物又は積層物；並びに、ポリアニリン、ポリチオフェン、及びポリピロール、等の有機導電性材料等が挙げられる。
電極を形成する方法は特に制限されず、電極材料に応じて適宜選択できる。具体的には、印刷方式、及びコーティング方式等の湿式方式；真空蒸着法、スパッタ法、及びイオンプレーティング法等の物理的方式；並びに、ＣＶＤ、及びプラズマＣＶＤ法等の化学的方式、等が挙げられる。
電極の材料がＩＴＯの場合、電子ビーム法、スパッタ法、抵抗加熱蒸着法、化学反応法（ゾル－ゲル法等）、及び酸化インジウムスズの分散物の塗布等の方法が挙げられる。
＜電荷ブロッキング膜：電子ブロッキング膜、正孔ブロッキング膜＞
本発明の光電変換素子は、導電性膜と透明導電性膜との間に、光電変換膜の他に１種以上の中間層を有していることも好ましい。上記中間層は、電荷ブロッキング膜が挙げられる。光電変換素子がこの膜を有することにより、得られる光電変換素子の特性（光電変換効率及び応答性等）がより優れる。電荷ブロッキング膜は、電子ブロッキング膜と正孔ブロッキング膜とが挙げられる。光電変換素子は、中間層として、少なくとも電子ブロッキング膜を有することが好ましい。
以下に、それぞれの膜について詳述する。
（電子ブロッキング膜）
電子ブロッキング膜は、ドナー性有機半導体材料（化合物）である。
電子ブロッキング膜は、イオン化ポテンシャルが４．８～５．８ｅＶであることが好ましい。
また、電子ブロッキング膜のイオン化ポテンシャルＩｐ（Ｂ）と、第一の化合物のイオン化ポテンシャルＩｐ（１）と、第二の化合物のイオン化ポテンシャルＩｐ（２）とが、Ｉｐ（Ｂ）≦Ｉｐ（１）かつＩｐ（Ｂ）≦Ｉｐ（２）の関係を満たすことが好ましい。
電子ブロッキング膜としては、例えば、ｐ型半導体材料を使用できる。ｐ型半導体材料は１種単独で使用してもよく、２種以上を使用してもよい。
ｐ型半導体材料は、例えば、ｐ型有機半導体材料が挙げられ、具体的には、トリアリールアミン化合物（例えば、Ｎ，Ｎ’－ビス(３－メチルフェニル)－(１，１’－ビフェニル)－４，４’－ジアミン（ＴＰＤ）、４，４’－ビス［Ｎ－(ナフチル)－Ｎ－フェニル－アミノ］ビフェニル（α－ＮＰＤ）、特開２０１１－２２８６１４号公報の段落［０１２８］～［０１４８］に記載の化合物、特開２０１１－１７６２５９号公報の段落［００５２］～［００６３］に記載の化合物、特開２０１１－２２５５４４号公報の段落［０１１９］～［０１５８］に記載の化合物、特開２０１５－１５３９１０号公報の段落［００４４］～［００５１］に記載の化合物、及び特開２０１２－０９４６６０号公報の段落［００８６］～［００９０］に記載の化合物等）、ピラゾリン化合物、スチリルアミン化合物、ヒドラゾン化合物、ポリシラン化合物、チオフェン化合物（例えば、チエノチオフェン誘導体、ジベンゾチオフェン誘導体、ベンゾジチオフェン誘導体、ジチエノチオフェン誘導体、［１］ベンゾチエノ［３，２－ｂ］チオフェン（ＢＴＢＴ）誘導体、チエノ［３，２－ｆ：４，５－ｆ´］ビス［１］ベンゾチオフェン（ＴＢＢＴ）誘導体、特開２０１８－０１４４７４号の段落［００３１］～［００３６］に記載の化合物、ＷＯ２０１６－１９４６３０号の段落［００４３］～［００４５］に記載の化合物、ＷＯ２０１７－１５９６８４号の段落［００２５］～［００３７］、［００９９］～［０１０９］に記載の化合物、特開２０１７－０７６７６６号公報の段落［００２９］～［００３４］に記載の化合物、ＷＯ２０１８－２０７７２２の段落［００１５］～［００２５］に記載の化合物、特開２０１９－０５４２２８の段落［００４５］～［００５３］に記載の化合物、ＷＯ２０１９－０５８９９５の段落［００４５］～［００５５］に記載の化合物、ＷＯ２０１９－０８１４１６の段落［００６３］～［００８９］に記載の化合物、特開２０１９－８００５２の段落［００３３］～［００３６］に記載の化合物、ＷＯ２０１９－０５４１２５の段落［００４４］～［００５４］に記載の化合物、ＷＯ２０１９－０９３１８８の段落［００４１］～［００４６］に記載の化合物、等）、シアニン化合物、オキソノール化合物、ポリアミン化合物、インドール化合物、ピロール化合物、ピラゾール化合物、ポリアリーレン化合物、縮合芳香族炭素環化合物（例えば、ナフタレン誘導体、アントラセン誘導体、フェナントレン誘導体、テトラセン誘導体、ペンタセン誘導体、ピレン誘導体、ペリレン誘導体、及びフルオランテン誘導体）、ポルフィリン化合物、フタロシアニン化合物、トリアゾール化合物、オキサジアゾール化合物、イミダゾール化合物、ポリアリールアルカン化合物、ピラゾロン化合物、アミノ置換カルコン化合物、オキサゾール化合物、フルオレノン化合物、シラザン化合物、並びに、含窒素ヘテロ環化合物を配位子として有する金属錯体が挙げられる。
ｐ型半導体材料は、ｎ型半導体材料よりもイオン化ポテンシャルが小さい化合物が挙げられ、この条件を満たせば、ｎ型半導体材料として例示した有機色素も使用し得る。
また、電子ブロッキング膜として、高分子材料も使用できる。
高分子材料は、例えば、フェニレンビニレン、フルオレン、カルバゾール、インドール、ピレン、ピロール、ピコリン、チオフェン、アセチレン、及びジアセチレン等の重合体、並びに、その誘導体が挙げられる。
なお、電子ブロッキング膜は、複数膜で構成してもよい。
電子ブロッキング膜は、無機材料で構成されていてもよい。一般的に、無機材料は有機材料よりも誘電率が大きいため、無機材料を電子ブロッキング膜に用いた場合に、光電変換膜に電圧が多くかかるようになり、光電変換効率が高くなる。電子ブロッキング膜となりうる無機材料は、例えば、酸化カルシウム、酸化クロム、酸化クロム銅、酸化マンガン、酸化コバルト、酸化ニッケル、酸化銅、酸化ガリウム銅、酸化ストロンチウム銅、酸化ニオブ、酸化モリブデン、酸化インジウム銅、酸化インジウム銀、及び酸化イリジウムが挙げられる。
（正孔ブロッキング膜）
正孔ブロッキング膜は、アクセプター性有機半導体材料（化合物）であり、上述のｎ型半導体材料を利用できる。
電荷ブロッキング膜の製造方法は特に制限されず、例えば、乾式成膜法及び湿式成膜法が挙げられる。乾式成膜法は、例えば、蒸着法及びスパッタ法が挙げられる。蒸着法は、物理蒸着（ＰＶＤ：Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法及び化学蒸着（ＣＶＤ）法のいずれでもよく、真空蒸着法等の物理蒸着法が好ましい。湿式成膜法は、例えば、インクジェット法、スプレー法、ノズルプリント法、スピンコート法、ディップコート法、キャスト法、ダイコート法、ロールコート法、バーコート法、及びグラビアコート法が挙げられ、高精度パターニングの点からは、インクジェット法が好ましい。
電荷ブロッキング膜（電子ブロッキング膜及び正孔ブロッキング膜）の厚みは、それぞれ、３～２００ｎｍが好ましく、５～１００ｎｍがより好ましく、５～３０ｎｍが更に好ましい。
＜基板＞
光電変換素子は、更に基板を有してもよい。使用される基板の種類は特に制限されず、例えば、半導体基板、ガラス基板、及びプラスチック基板が挙げられる。
なお、基板の位置は特に制限されず、通常、基板上に導電性膜、光電変換膜、及び透明導電性膜をこの順で積層する。
＜封止層＞
光電変換素子は、更に封止層を有してもよい。光電変換材料は水分子等の劣化因子の存在で顕著にその性能が劣化してしまうことがある。そこで、水分子を浸透させない緻密な金属酸化物、金属窒化物、もしくは、金属窒化酸化物等のセラミクス、又はダイヤモンド状炭素（ＤＬＣ：Ｄｉａｍｏｎｄ－ｌｉｋｅ Ｃａｒｂｏｎ）等の封止層で光電変換膜全体を被覆して封止することで、上記劣化を防止できる。
なお、封止層は、特開２０１１－０８２５０８号公報の段落［０２１０］～［０２１５］に記載に従って、材料の選択及び製造を行ってもよい。
本発明の光電変換素子において、光電変換膜は、１層のみの構成であってもよいし、２層以上の多層構成であってもよい。なお、本発明の光電変換素子中の光電変換膜が２層以上の多層構成である場合、少なくとも１層が特定化合物を含んでいればよい。
本発明の光電変換素子を後述する撮像素子及び光センサに適用する場合、光電変換素子中の光電変換膜を、例えば、特定化合物を含む層と近赤外～赤外領域に感光性を有する層との積層体として構成するのも好ましい。このような光電変換素子の構成としては、例えば、特開２０１９－２０８０２６号公報、特開２０１８－１２５８５０号公報、及び特開２０１８－１２５８４８号公報等に開示された光電変換素子の構成を適用できる。
〔撮像素子〕
光電変換素子の用途として、例えば、光電変換素子を有する撮像素子が挙げられる。撮像素子とは、画像の光情報を電気信号に変換する素子であり、通常、複数の光電変換素子が同一平面状でマトリクス上に配置されており、各々の光電変換素子（画素）において光信号を電気信号に変換し、その電気信号を画素ごとに逐次撮像素子外に出力できるものをいう。そのために、画素ひとつあたり、一つ以上の光電変換素子、一つ以上のトランジスタから構成される。
撮像素子は、デジタルカメラ、及びデジタルビデオカメラ等の撮像素子、電子内視鏡、並びに、携帯電話機等の撮像モジュール等に搭載される。
本発明の光電変換素子は、本発明の光電変換素子を有する光センサに用いることも好ましい。光センサは、上記光電変換素子単独で用いてもよいし、上記光電変換素子を直線状に配したラインセンサ、又は平面状に配した２次元センサとして用いてもよい。
［化合物］
本発明は、化合物にも関する。
本発明の化合物は、上述した式（１）で表される化合物（特定化合物）であり、好適態様も同じである。
特定化合物は、光センサ、撮像素子、又は、光電池に用いる光電変換膜の材料として特に有用である。なお、通常、特定化合物は、光電変換膜内でｐ型有機半導体として機能する場合が多い。また、特定化合物は、着色材料、液晶材料、有機半導体材料、電荷輸送材料、医薬材料、及び蛍光診断薬材料としても用いることもできる。
以下に実施例に基づいて本発明を更に詳細に説明する。以下の実施例に示す材料、使用量、割合、処理内容、及び処理手順等は、本発明の趣旨を逸脱しない限り適宜変更することができる。したがって、本発明の範囲は以下に示す実施例により限定的に解釈されるべきものではない。
［合成例］
〔化合物（Ｄ－１）～（Ｄ－１４）の合成〕
＜化合物（Ｄ－１）の合成＞
化合物（Ｄ－１）は、以下のスキームに従って、合成した。
化合物（Ａ－１）は、２－ブロモチアゾール－５－カルボキシアルデヒドから、ｏｒｇ．Ｌｅｔｔ． ２０１９, ２１, ３０２８－３０３３に記載の方法に従って合成した。
化合物（Ａ－１）（６．０７ｇ、３２．１ｍｍｏｌ）と、アジド酢酸エチル（８．２９ｇ、６４．２ｍｍｏｌ）とを、エタノール（２００ｍＬ）に溶解させ０℃で撹拌し、そこに２０ｗｔ％ナトリウムエトキシド エタノール溶液（２１．８ｇ、６４．２ｍｍｏｌ）を添加して、得られた混合溶液を０℃で８時間撹拌した。混合溶液に飽和塩化アンモニウム水溶液と、水とを添加して、固体を析出させた。析出した固体をろ取し、水で洗浄した。得られた固体を真空乾燥することで化合物（Ａ－２）（６．０７ｇ、収率６３％）を得た。
化合物（Ａ－２）（６．０７ｇ、２０．２ｍｍｏｌ）をトルエン（１８０ｍＬ）に溶解させ、得られた溶液を１００℃で３時間撹拌した。放冷した後、溶媒を減圧留去した。得られた粗生成物をシリカゲルクロマトグラフィー（溶出液：クロロホルム）で精製し、固体を得た。得られた固体をクロロホルムに溶解させ、メタノールを添加して、固体を析出させた。析出した固体をろ取し、メタノールで洗浄した。得られた固体を真空乾燥することで、化合物（Ａ－３）（３．１４ｇ、収率５７％）を得た。
化合物（Ａ－３）（１．４３ｇ、５．２４ｍｍｏｌ）と、２－ヨード－ｍ－キシレン（１５．７ｍｍｏｌ）と、オキシン（４９５ｍｇ、２．６ｍｍｏｌ）と、ヨウ化銅（Ｉ）（３７７ｍｇ、２．６ｍｍｏｌ）と、炭酸カリウム（２．１７ｇ、１５．７ｍｍｏｌ）と、ジメチルスルホオキシド（１６ｍＬ）とを混合し、得られた混合液を１４０℃で４時間撹拌した。放冷した後、飽和塩化アンモニウム水溶液を添加し、酢酸エチルで抽出した。得られた有機層を、分液ロートを用いて水洗し、減圧濃縮した。得られた粗生成物をシリカゲルクロマトグラフィー（溶出液：ヘキサン／酢酸エチル＝９５：５～ヘキサン／酢酸エチル＝８０：２０）で精製し、化合物（Ａ－４）（１．３０ｇ、収率６６％）を得た。
化合物（Ａ－４）（１．２９ｇ、３．４３ｍｍｏｌ）をエタノール（４０ｍＬ）に溶解させ、そこに１Ｍ水酸化ナトリウム水溶液（１０．３ｍＬ）を添加し、得られた混合溶液を、加熱還流下で５時間撹拌した。放冷した後、混合溶液のｐＨが１になるまで１Ｍ塩酸水溶液を添加し、固体を析出させた。析出した固体をろ取し、水で洗浄した。得られた固体を真空乾燥させることで化合物（Ａ－５）（１．１１ｇ、収率９３％）を得た。
化合物（Ａ－５）（１．０５ｇ、３．０ｍｍｏｌ）にトリフルオロ酢酸（１０ｍＬ）を添加して得た混合溶液を室温で１５分間撹拌した。その後、混合溶液にオルトギ酸エチル（５ｍＬ）を添加して室温でさらに１５分間撹拌した。混合溶液を飽和炭酸水素ナトリウム水溶液（２００ｍＬ）に添加して３０分間撹拌し、固体を析出させた。析出した固体をろ取し、水で洗浄した。得られた固体を真空乾燥させることで化合物（Ａ－６）（６８９ｍｇ、収率７０％）を得た。
化合物（Ａ－６）（６６５ｍｇ、２．０ｍｍｏｌ）と、ベンゾインダンジオン（４１２ｍｇ、２．１ｍｍｏｌ）と、無水酢酸（１５ｍＬ）とを混合し、得られた混合液を７０℃で４時間撹拌した。放冷した後、混合溶液にメタノール（３０ｍＬ）を添加して３０分間撹拌し、固体を析出させた。析出した固体をろ取し、メタノールで洗浄して粗生成物を得た。得られた粗生成物を、クロロホルムに溶解させ、メタノールを添加することで析出させた。析出した固体をろ取し、メタノールで洗浄した。得られた固体を真空乾燥させることで化合物（Ｄ－１）（８６８ｍｇ、収率８５％）で得た。
得られた化合物（Ｄ－１）は、ＭＳ（Ｍａｓｓ Ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｒｙ）により同定した。ＭＳ（ＥＳＩ＋）ｍ／ｚ：５１１．１（［Ｍ＋Ｈ］＋）
＜化合物（Ｄ－２）～（Ｄ－１４）の合成＞
上記化合物（Ｄ－１）の合成方法を参照して、化合物（Ｄ－２）～（Ｄ－１４）を合成した。
〔化合物（Ｄ－１５）～（Ｄ－２６）の合成〕
＜化合物（Ｄ－１５）の合成＞
化合物（Ｄ－１５）は、以下のスキームに従って、合成した。
化合物（Ｂ－１）は、２，４－チアゾリジンジオンから、Ｂｉｏｏｒｇ．Ｍｅｄ．Ｃｈｅｍ．Ｌｅｔｔ．， ２００６, １６, ４９－５４に記載の方法を参照して、合成した。
化合物（Ｂ－１）（３．４９ｇ、１３ｍｍｏｌ）と、炭酸カリウム（２．７６ｇ、２０ｍｍｏｌ）と、Ｎ，Ｎ－ジメチルホルムアミド（１０ｍＬ）とを混合し、６０℃で撹拌した。そこにメルカプト酢酸エチル（１．４ｍＬ、１３ｍｍｏｌ）と、触媒量の１８－クラウンエーテルを加え、得られた混合液を６０℃で１２時間撹拌した。放冷した後、混合液に水を添加し、酢酸エチルで抽出した。得られた有機層を、分液ロートを用いて水洗し、減圧濃縮した。得られた粗生成物をシリカゲルクロマトグラフィー（溶出液：ヘキサン／酢酸エチル＝９５：５）で精製し、化合物（Ｂ－２）（２．９７ｇ、収率７９％）を得た。
化合物（Ｂ－２）から、上記化合物（Ｄ－１）の合成方法（具体的には化合物（Ａ－３）以降の合成方法）を参照して、化合物（Ｄ－１５）を合成した。
＜化合物（Ｄ－１６）～（Ｄ－２６）の合成＞
上記化合物（Ｄ－１５）の合成方法を参照して、化合物（Ｄ－１６）～（Ｄ－２６）を合成した。
以下に、化合物（Ｄ－１）～（Ｄ－２６）並びに比較化合物（Ｒ－１）～（Ｒ－３）の構造を具体的に示す。
なお、以下に示す化合物（Ｄ－１）～（Ｄ－２６）の構造は、シス体とトランス体をいずれも含む。つまり、化合物（Ｄ－１）～（Ｄ－２６）を上述した式（１）に当てはめた場合において、Ｒａ２が結合する炭素原子とそれに隣接する炭素原子とで構成されるＣ＝Ｃ二重結合に相当する基に基づいて区別され得るシス体とトランス体とのいずれをも含むことを意図する。また、Ｙ１１が＝ＣＲａ７Ｒａ８を表す場合において、Ｒａ７及びＲａ８が結合する炭素原子とそれに隣接する炭素原子（式（１）中に明示される、Ａ１１で表される環の構成原子である炭素原子に該当する）とで構成されるＣ＝Ｃ二重結合に基づいて区別され得るシス体とトランス体とのいずれをも含むことを意図する。
また、化合物（Ｄ－１）～（Ｄ－２６）を上述した式（２）に当てはめた場合において、Ｒｂ２が結合する炭素原子とそれに隣接する炭素原子とで構成されるＣ＝Ｃ二重結合に相当する基に基づいて区別され得るシス体とトランス体とのいずれをも含むことを意図する。また、Ｙ４１が＝ＣＲｂ６Ｒｂ７を表す場合において、Ｒｂ６及びＲｂ７が結合する炭素原子とそれに隣接する炭素原子（式（２）中に明示される、Ａ４１で表される環の構成原子である炭素原子に該当する）とで構成されるＣ＝Ｃ二重結合に基づいて区別され得るシス体とトランス体とのいずれをも含むことを意図する。
また、化合物（Ｄ－１）～（Ｄ－２６）を上述した式（３）に当てはめた場合において、Ｒｃ２が結合する炭素原子とそれに隣接する炭素原子とで構成されるＣ＝Ｃ二重結合に相当する基に基づいて区別され得るシス体とトランス体とのいずれをも含むことを意図する。また、Ｙ５１が＝ＣＲｃ７Ｒｃ８を表す場合において、Ｒｃ７及びＲｃ８が結合する炭素原子とそれに隣接する炭素原子（式（３）中に明示される、Ａ５１で表される環の構成原子である炭素原子に該当する）とで構成されるＣ＝Ｃ二重結合に基づいて区別され得るシス体とトランス体とのいずれをも含むことを意図する。
［光電変換素子の作製］
以下の手順により、光電変換素子を作製した。
〔光電変換素子の作製〕
得られた化合物を用いて図１の形態の光電変換素子を作製した。ここで、光電変換素子は、下部電極１１、電子ブロッキング膜１６Ａ、光電変換膜１２、及び上部電極１５からなる。
具体的には、ガラス基板上に、アモルファス性ＩＴＯをスパッタ法により成膜して、下部電極１１（厚み：３０ｎｍ）を形成し、更に下部電極１１上に後述する化合物（ＥＢ－１）を真空加熱蒸着法により成膜して、電子ブロッキング膜１６Ａ（厚み：３０ｎｍ）を形成した。
更に、基板の温度を２５℃に制御した状態で、電子ブロッキング膜１６Ａ上に、上述した化合物（Ｄ－１）とｎ型半導体材料（フラーレン（Ｃ６０））と、所望に応じてｐ型半導体材料（後述する化合物（Ｐ－１）～（Ｐ－４）のいずれかの化合物）と、をそれぞれ単層換算で８０ｎｍとなるように真空蒸着法により共蒸着して成膜した。これによって、１６０ｎｍ（ｐ型半導体材料も使用した場合は２４０ｎｍ）のバルクヘテロ構造を有する光電変換膜１２を形成した。
更に、光電変換膜１２上に、アモルファス性ＩＴＯをスパッタ法により成膜して、上部電極１５（透明導電性膜）（厚み：１０ｎｍ）を形成した。上部電極１５上に、真空蒸着法により封止層としてＳｉＯ膜を形成した後、その上にＡＬＣＶＤ（Atomic Layer Chemical Vapor Deposition）法により酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）層を形成し、光電変換素子を作製した。
また、化合物（Ｄ－１）を化合物（Ｄ－２）～（Ｄ－２６）、又は、比較化合物（Ｒ－１）～（Ｒ－３）に変更した以外は、同様の方法により、光電変換素子を作製した。なお、化合物（Ｄ－２）～（Ｄ－２６）、比較化合物（Ｒ－１）～（Ｒ－３）については、既述のとおりである。
〔各種材料〕
上述の光電変換素子の作製に使用した各種材料を示す。
＜電子ブロッキング膜形成材料＞
電子ブロッキング膜形成材料としては、以下に示す化合物（ＥＢ－１）を使用した。
＜ｎ型半導体材料＞
ｎ型半導体材料としては、フラーレン（Ｃ６０）を使用した。
＜ｐ型半導体材料＞
ｐ型半導体材料として、以下に示す化合物（Ｐ－１）～（Ｐ－４）を使用した。
［評価］
〔光電変換効率（外部量子効率）の評価〕
得られた各光電変換素子の駆動の確認をした。各光電変換素子に２．０×１０５Ｖ／ｃｍの電界強度となるように電圧を印加した。その後、上部電極（透明導電性膜）側から光を照射し、ＩＰＣＥ測定を行い、４５０ｎｍ、５８０ｎｍ、６５０ｎｍの各波長での外部量子効率（連続駆動前の外部量子効率）を抽出した。化合物（Ｄ－１）～（Ｄ－２６）、並びに、比較化合物（Ｒ－１）～（Ｒ－３）を用いて作製した光電変換素子はいずれも、４５０ｎｍ、５８０ｎｍ、６５０ｎｍの全ての波長において５０％以上の光電変換効率を示し、光電変換素子として十分な外部量子効率を有することを確認した。外部量子効率は、オプテル製定エネルギー量子効率測定装置を用いて測定した。照射した光量は５０μＷ／ｃｍ２であった。
また、４５０ｎｍ、５８０ｎｍ、６５０ｎｍの全ての波長において、比較例１の光電変換素子の光電変換効率を１に規格化して各光電変換素子の光電変換効率の相対値を求め、得られた値を下記基準により評価した。なお、実用性の点で、「Ｄ」以上の評価であるのが好ましく、「Ｃ」以上の評価であるのがより好ましい。
＜評価基準＞
「Ａ」：１．８以上
「Ｂ」：１．５以上１．８未満
「Ｃ」：１．３以上１．５未満
「Ｄ」：１．１以上１．３未満
「Ｅ」：１．１未満
〔応答性の評価〕
得られた各光電変換素子の応答性を評価した。各光電変換素子に２．０×１０５Ｖ／ｃｍの強度となるように電圧を印加した。その後、ＬＥＤ（ｌｉｇｈｔ ｅｍｉｔｔｉｎｇ ｄｉｏｄｅ）を瞬間的に点灯させて上部電極（透明導電性膜）側から光を照射し、４５０ｎｍ、５８０ｎｍ、６５０ｎｍの各波長での光電流をオシロスコープで測定して、０から９７％信号強度までの立ち上がり時間を計った。次いで、４５０ｎｍ、５８０ｎｍ、６５０ｎｍの全ての波長において、比較例１の光電変換素子の立ち上がり時間を１に規格化して各光電変換素子の立ち上がり時間の相対値を求め、得られた値を下記基準により評価した。
なお、実用性の点で、「Ｄ」以上の評価であるのが好ましく、「Ｃ」以上の評価であるのがより好ましい。
＜評価基準＞
「Ａ」：０．１未満
「Ｂ」：０．１以上０．３未満
「Ｃ」：０．３以上０．７未満
「Ｄ」：０．７以上１．０未満
「Ｅ」：１．０以上
結果を表１に示す。
表１中の備考欄は、実施例１～３４の主な特徴点を表す。
表１中、「式（２）」欄は、色素が式（２）で表される化合物に該当するか否かを示す。色素が式（２）で表される化合物に該当する場合を「Ａ」、色素が式（２）で表される化合物に該当しない場合を「Ｂ」とする。
表１中、「式（３）」欄は、色素が式（３）で表される化合物に該当するか否かを示す。色素が式（３）で表される化合物に該当する場合を「Ａ」、色素が式（３）で表される化合物に該当しない場合を「Ｂ」とする。
表１中、「Ｒａ１／Ｒｂ１／Ｒｃ１」欄は、色素を式（１）、式（２）、又は式（３）で表される化合物に当てはめた場合において、Ｒa１、Ｒb１、又はＲc１で表される基が、置換基を有していてもよい、アリール基、ヘテロアリール基、アルケニル基、又はアルキニル基であるかを示す。Ｒa１、Ｒb１、又はＲc１で表される基が上述の基に該当する場合を「Ａ」、該当しない場合を「Ｂ」とする。
表１中、「Ｒc４」欄は、色素が式（３）で表される化合物に該当する場合において、色素を式（３）で表される化合物に当てはめたとき、Ｒc４で表される基が、置換基を有していてもよい、アルキル基、アリール基、又はヘテロアリール基であるかを示す。Ｒc４で表される基が上述の基に該当する場合を「Ａ」、該当しない場合を「Ｂ」とする。なお、式（３）に当てはまらない化合物については「－」とした。
表１中、「Ｙ１１／Ｙ４１／Ｙ５１」欄は、色素を式（１）、式（２）、又は式（３）で表される化合物に当てはめた場合において、Ｙ１１、Ｙ４１、又はＹ５１で表される基が酸素原子であるかを示す。Ｙ１１、Ｙ４１、又はＹ５１で表される基が酸素原子に該当する場合を「Ａ」、該当しない場合を「Ｂ」とする。
Figure 0007411073000073
表１の結果から、実施例の光電変換素子は、赤色波長領域、緑色波長領域、及び青色波長領域のいずれの波長の光に対しても優れた外部量子効率と応答性を示すことが確認された。
また、特定化合物が式（２）で表される化合物である場合（好ましくは、式（３）で表される化合物である場合）、外部量子効率及び／又は応答性がより優れることが確認された（例えば、実施例１４と実施例２１～２６の対比、及び、実施例９と実施例１５～１７と実施例１８～２０の対比参照）。
また、特定化合物が、式（１）～（３）のいずれかで表される化合物であり、Ｒa１、Ｒb１、又はＲc１で表される基が、置換基を有していてもよい、アリール基、ヘテロアリール基、アルケニル基、又はアルキニル基であり、且つ、Ｙ１１、Ｙ４１、又はＹ５１で表される基が酸素原子である場合、外部量子効率及び／又は応答性がより優れることが確認された（例えば、実施例９と実施例１４との対比、実施例１８～２０と実施例２４～２６との対比、及び、実施例１５～１７と実施例２１～２３との対比参照）。
また、特定化合物が、式（３）で表される化合物である場合であって、且つ、下記（Ｘ１）～（Ｘ３）のうち１種以上を満たす場合（好ましくは２種以上を満たす場合、より好ましくは３種いずれも満たす場合）、外部量子効率及び／又は応答性がより優れることが確認された（実施例１～１４との対比参照）。
（Ｘ１）Ｒc１で表される基が、置換基を有していてもよい、アリール基、ヘテロアリール基、アルケニル基、又はアルキニル基である。
（Ｘ２）Ｙ５１で表される基が、酸素原子である。
（Ｘ３）Ｒc４で表される基が、置換基を有していてもよい、アルキル基、アリール基、又はヘテロアリール基である。
また、光電変換膜が、特定化合物とｎ型半導体材料に加えて更にｐ型半導体材料を含む場合、外部量子効率及び／又は応答性がより優れることが確認された（実施例１～７と実施例２７～３４の対比参照）。
比較例の光電変換素子は、所望の要求を満たさないことが明らかとなった。
なお、比較例１は、比較化合物（Ｒ－１）が、条件Ｂを満たさない。すなわち、式（ＤＫ－３）で表される置換基を有する。また、比較例２は、比較化合物（Ｒ－２）が、条件Ａを満たさない。また、比較例３は、比較化合物（Ｒ－３）が、条件Ｂを満たさない。すなわち、式（ＤＫ－２）で表される置換基を有する。
１０ａ，１０ｂ 光電変換素子
１１ 導電性膜（下部電極）
１２ 光電変換膜
１５ 透明導電性膜（上部電極）
１６Ａ 電子ブロッキング膜
１６Ｂ 正孔ブロッキング膜

Claims (15)

  1. 導電性膜、光電変換膜、及び透明導電性膜をこの順に有する光電変換素子であって、前記光電変換膜が、下記式（１）で表される化合物を含む、光電変換素子。
    式（１）中、Ｘ１１及びＸ１２は、それぞれ独立に、酸素原子、硫黄原子、セレン原子、又は－ＮＲａ４－を表す。Ｘ１３は、窒素原子又は＝ＣＲａ５－を表す。Ｒａ１～Ｒａ５は、それぞれ独立に、水素原子又は置換基を表す。Ａ１１は、少なくとも２つの炭素原子を含む環を表す。Ｙ１１は、酸素原子、硫黄原子、＝ＮＲａ６、又は＝ＣＲａ７Ｒａ８を表す。Ｒａ６は、水素原子又は置換基を表す。Ｒａ７及びＲａ８は、それぞれ独立に、シアノ基又は－ＣＯＯＲａ９を表す。Ｒａ９は、置換基を有していてもよい、アルキル基、アリール基、又はヘテロアリール基を表す。
    ただし、式（１）は、下記条件Ａ及びＢを満たす。
    条件Ａ：式（１）中、Ｘ１１が－ＮＲａ４－を表す場合、Ｘ１３は窒素原子を表す。
    条件Ｂ：式（１）中、Ｘ１１及びＸ１２が硫黄原子を表し、且つ、Ｘ１３が＝ＣＲａ５－を表す場合、Ｒａ１は、水素原子を表すか、又は、下記式（ＤＫ－１）～式（ＤＫ－４）で表される置換基以外の、分子量が７００以下の、置換基を有していてもよい、アリール基又はアルキニル基を表す。
    式（ＤＫ－１）中、Ｒｘ１１～Ｒｘ１４は、それぞれ独立に、水素原子又は置換基を表す。Ｒｘ１１及びＲｘ１２、Ｒｘ１２及びＲｘ１３、Ｒｘ１３及びＲｘ１４は、互いに結合して環を形成してもよい。＊ｘ１は、結合位置を表す。
    式（ＤＫ－２）中、Ｒｘ２１及びＲｘ２２は、それぞれ独立に、置換基を表す。Ｚｘ２１は、酸素原子又は硫黄原子を表す。＊ｘ２は、結合位置を表す。
    式（ＤＫ－３）中、Ａｒｘ３１及びＡｒｘ３２は、それぞれ独立に、置換基を有していてもよい、アリール基又はヘテロアリール基を表す。Ａｒｘ３３は、置換基を有していてもよい、アリーレン基又はヘテロアリーレン基を表す。Ａｒｘ３１及びＡｒｘ３２は、単結合又は２価の連結基を介して互いに結合してもよい。ｍが１の場合、Ａｒｘ３１及びＡｒｘ３３は、単結合又は２価の連結基を介して互いに結合してもよい。ｍが１の場合、Ａｒｘ３２及びＡｒｘ３３は、単結合又は２価の連結基を介して互いに結合してもよい。ｍは、０又は１を表す。＊ｘ３１は、結合位置を表す。
    式（ＤＫ－４）中、Ｒｘ４１は、置換基を表す。＊ｘ４１は、結合位置を表す。
  2. 前記式（１）で表される化合物が、式（２）で表される化合物である、請求項１に記載の光電変換素子。
    式（２）中、Ｘ４１及びＸ４２は、それぞれ独立に、酸素原子、硫黄原子、セレン原子、又は－ＮＲｂ４－を表す。Ｒｂ１～Ｒｂ４は、それぞれ独立に、水素原子又は置換基を表す。Ａ４１は、少なくとも２つの炭素原子を含む環を表す。Ｙ４１は、酸素原子、硫黄原子、＝ＮＲｂ５、又は＝ＣＲｂ６Ｒｂ７を表す。Ｒｂ５は、水素原子又は置換基を表す。Ｒｂ６及びＲｂ７は、それぞれ独立に、シアノ基又は－ＣＯＯＲｂ８を表す。Ｒｂ８は、置換基を有していてもよい、アルキル基、アリール基、又はヘテロアリール基を表す。
  3. 前記式（１）で表される化合物が、式（３）で表される化合物である、請求項１又は２に記載の光電変換素子。
    式（３）中、Ｘ５１は、酸素原子、硫黄原子、セレン原子、又は－ＮＲｃ５－を表す。Ｒｃ１～Ｒｃ５は、それぞれ独立に、水素原子又は置換基を表す。Ａ５１は、少なくとも２つの炭素原子を含む環を表す。Ｙ５１は、酸素原子、硫黄原子、＝ＮＲｃ６、又は＝ＣＲｃ７Ｒｃ８を表す。Ｒｃ６は、水素原子又は置換基を表す。Ｒｃ７及びＲｃ８は、それぞれ独立に、シアノ基又は－ＣＯＯＲｃ９を表す。Ｒｃ９は、置換基を有していてもよい、アルキル基、アリール基、又はヘテロアリール基を表す。
  4. 前記式（３）中、前記Ｒｃ４が、置換基を有していてもよい、アルキル基、アリール基、又はヘテロアリール基を表す、請求項３に記載の光電変換素子。
  5. 前記式（３）中、前記Ｙ５１が酸素原子を表す、請求項３または４に記載の光電変換素子。
  6. 前記光電変換膜が、更にｎ型半導体材料を含み、前記式（１）で表される化合物と前記ｎ型半導体材料とが混合された状態で形成するバルクヘテロ構造を有する、請求項１～５のいずれか１項に記載の光電変換素子。
  7. 前記光電変換膜が、更にｐ型半導体材料を含む、請求項１～６のいずれか１項に記載の光電変換素子。
  8. 前記導電性膜と前記透明導電性膜の間に、前記光電変換膜の他に１種以上の中間層を含む、請求項１～７のいずれか１項に記載の光電変換素子。
  9. 請求項１～８のいずれか１項に記載の光電変換素子を含む撮像素子。
  10. 請求項１～９のいずれか１項に記載の光電変換素子を含む光センサ。
  11. 下記式（１）で表される化合物。
    式（１）中、Ｘ１１及びＸ１２は、それぞれ独立に、酸素原子、硫黄原子、セレン原子、又は－ＮＲａ４－を表す。Ｘ１３は、窒素原子又は＝ＣＲａ５－を表す。Ｒａ１～Ｒａ５は、それぞれ独立に、水素原子又は置換基を表す。Ａ１１は、少なくとも２つの炭素原子を含む環を表す。Ｙ１１は、酸素原子、硫黄原子、＝ＮＲａ６、又は＝ＣＲａ７Ｒａ８を表す。Ｒａ６は、水素原子又は置換基を表す。Ｒａ７及びＲａ８は、それぞれ独立に、シアノ基又は－ＣＯＯＲａ９を表す。Ｒａ９は、置換基を有していてもよい、アルキル基、アリール基、又はヘテロアリール基を表す。
    ただし、式（１）は、下記条件Ａ及びＢを満たす。
    条件Ａ：式（１）中、Ｘ１１が－ＮＲａ４－を表す場合、Ｘ１３は窒素原子を表す。
    条件Ｂ：式（１）中、Ｘ１１及びＸ１２が硫黄原子を表し、且つ、Ｘ１３が＝ＣＲａ５－を表す場合、Ｒａ１は、水素原子を表すか、又は、下記式（ＤＫ－１）～式（ＤＫ－４）で表される置換基以外の、分子量が７００以下の、置換基を有していてもよい、アリール基又はアルキニル基を表す。
    式（ＤＫ－１）中、Ｒｘ１１～Ｒｘ１４は、それぞれ独立に、水素原子又は置換基を表す。Ｒｘ１１及びＲｘ１２、Ｒｘ１２及びＲｘ１３、Ｒｘ１３及びＲｘ１４は、互いに結合して環を形成してもよい。＊ｘ１は、結合位置を表す。
    式（ＤＫ－２）中、Ｒｘ２１及びＲｘ２２は、それぞれ独立に、置換基を表す。Ｚｘ２１は、酸素原子又は硫黄原子を表す。＊ｘ２は、結合位置を表す。
    式（ＤＫ－３）中、Ａｒｘ３１及びＡｒｘ３２は、それぞれ独立に、置換基を有していてもよい、アリール基又はヘテロアリール基を表す。Ａｒｘ３３は、置換基を有していてもよい、アリーレン基又はヘテロアリーレン基を表す。Ａｒｘ３１及びＡｒｘ３２は、単結合又は２価の連結基を介して互いに結合してもよい。ｍが１の場合、Ａｒｘ３１及びＡｒｘ３３は、単結合又は２価の連結基を介して互いに結合してもよい。ｍが１の場合、Ａｒｘ３２及びＡｒｘ３３は、単結合又は２価の連結基を介して互いに結合してもよい。ｍは、０又は１を表す。＊ｘ３１は、結合位置を表す。
    式（ＤＫ－４）中、Ｒｘ４１は、置換基を表す。＊ｘ４１は、結合位置を表す。
  12. 下記式（２）で表される、請求項１１に記載の化合物。
    式（２）中、Ｘ４１及びＸ４２は、それぞれ独立に、酸素原子、硫黄原子、セレン原子、又は－ＮＲｂ４－を表す。Ｒｂ１～Ｒｂ４は、それぞれ独立に、水素原子又は置換基を表す。Ａ４１は、少なくとも２つの炭素原子を含む環を表す。Ｙ４１は、酸素原子、硫黄原子、＝ＮＲｂ５、又は＝ＣＲｂ６Ｒｂ７を表す。Ｒｂ５は、水素原子又は置換基を表す。Ｒｂ６及びＲｂ７は、それぞれ独立に、シアノ基又は－ＣＯＯＲｂ８を表す。Ｒｂ８は、置換基を有していてもよい、アルキル基、アリール基、又はヘテロアリール基を表す。
  13. 下記式（３）で表される、請求項１１又は１２に記載の化合物。
    式（３）中、Ｘ５１は、酸素原子、硫黄原子、セレン原子、又は－ＮＲｃ５－を表す。Ｒｃ１～Ｒｃ５は、それぞれ独立に、水素原子又は置換基を表す。Ａ５１は、少なくとも２つの炭素原子を含む環を表す。Ｙ５１は、酸素原子、硫黄原子、＝ＮＲｃ６、又は＝ＣＲｃ７Ｒｃ８を表す。Ｒｃ６は、水素原子又は置換基を表す。Ｒｃ７及びＲｃ８は、それぞれ独立に、シアノ基又は－ＣＯＯＲｃ９を表す。Ｒｃ９は、置換基を有していてもよい、アルキル基、アリール基、又はヘテロアリール基を表す。
  14. 前記式（３）中、前記Ｒｃ４が、置換基を有していてもよい、アルキル基、アリール基、又はヘテロアリール基を表す、請求項１３に記載の化合物。
  15. 前記式（３）中、前記Ｙ５１が酸素原子を表す、請求項１３または１４に記載の化合物。
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