JP7662556B2

JP7662556B2 - 光検出器及び放射線検出器

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Publication number: JP7662556B2
Application number: JP2022035790A
Authority: JP
Inventors: 勲高須; 淳和田; 裕子野村; 浩平中山; 史彦相賀
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2022-03-09
Filing date: 2022-03-09
Publication date: 2025-04-15
Anticipated expiration: 2042-03-09
Also published as: US11947057B2; US20230288581A1; JP2023131195A

Description

本発明の実施形態は、光検出器及び放射線検出器に関する。

光電変換層などを用いた光検出器がある。光検出器において検出特性の向上が望まれる。

特開２０１８－８５３８７号公報

本発明の実施形態は、特性を向上できる光検出器及び放射線検出器を提供する。

本発明の実施形態によれば、光検出器は、第１導電層と、第２導電層と、前記第１導電層と前記第２導電層との間に設けられた有機層と、を含む。前記有機層は、第１領域と、前記第１領域と前記第２導電層との間に設けられた第２領域と、を含む。前記第１領域は、第１母骨格を含む第１化合物と、第２化合物と、を含む。前記第２領域は、前記第１化合物と、前記第１母骨格を含み前記第１化合物とは異なる第３化合物と、を含む。前記第２領域は、前記第２化合物を含まない、または、前記第２領域における前記第２化合物の濃度は、前記第１領域における前記第２化合物の濃度よりも低い。

図１は、第１実施形態に係る光検出器を例示する模式的断面図である。図２（ａ）～図２（ｃ）は、第１実施形態に係る光検出器の材料を例示する模式図である。図３は、光検出器の特性を例示するグラフ図である。図４（ａ）～図４（ｃ）は、光検出器の応答特性を例示するグラフ図である。図５は、第１実施形態に係る光検出器を例示する回路図である。図６は、第２実施形態に係る放射線検出器を例示する模式的断面図である。図７は、第２実施形態に係る放射線検出器を例示する模式的断面図である。図８は、第２実施形態に係る放射線検出器を例示する模式的斜視図である。

以下に、本発明の各実施の形態について図面を参照しつつ説明する。
図面は模式的または概念的なものであり、各部分の厚さと幅との関係、部分間の大きさの比率などは、必ずしも現実のものと同一とは限らない。同じ部分を表す場合であっても、図面により互いの寸法や比率が異なって表される場合もある。
本願明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。

（第１実施形態）
図１は、第１実施形態に係る光検出器を例示する模式的断面図である。
図２（ａ）～図２（ｃ）は、第１実施形態に係る光検出器の材料を例示する模式図である。
図１に示すように、実施形態に係る光検出器１１０は、第１導電層１０、第２導電層２０及び有機層３０を含む。有機層３０は、第１導電層１０と第２導電層２０との間に設けられる。

有機層３０は、第１領域３１及び第２領域３２を含む。第２領域３２は、第１領域３１と第２導電層２０との間に設けられる。

第２導電層２０から第１導電層１０への方向をＺ軸方向とする。Ｚ軸方向に対して垂直な１つの方向をＸ軸方向とする。Ｚ軸方向及びＸ軸方向に対して垂直な方向をＹ軸方向とする。

第１導電層１０、第２導電層２０及び有機層３０は、例えば、Ｘ－Ｙ平面に沿っている。例えば、第１領域３１及び第２領域３２は、Ｘ－Ｙ平面に沿っている。

図２（ａ）～図２（ｃ）は、有機層３０に含まれる材料を例示している。第１領域３１は、第１化合物ＣＭ１（図２（ａ）参照）と、第２化合物ＣＭ２（図２（ｂ）参照）と、を含む。第１化合物ＣＭ１は、第１母骨格Ｓ１を含む。

この例では、第１化合物ＣＭ１は、クロロホウ素サブフタロシアニン（ＳｕｂＰｃ）を含む。ホウ素サブフタロシアニンが、第１母骨格に対応する。第２化合物は、フラーレン、及び、フラーレン誘導体のいずれかを含む。

例えば、第１化合物ＣＭ１は、ｐ形である。第２化合物ＣＭ２は、ｎ形である。第１領域３１は、例えば、有機半導体層である。

第２領域３２は、第１化合物ＣＭ１と、第３化合物ＣＭ３（図２（ｃ）参照）と、を含む。第３化合物ＣＭ３は、第１母骨格Ｓ１を含む。第３化合物ＣＭ３は、第１化合物ＣＭ１とは異なる。

この例では、第３化合物ＣＭ３は、ペンタフルオロフェノキシホウ素サブフタロシアニン（Ｆ５－ＳｕｂＰｃ）を含む。

第２領域３２は、第２化合物ＣＭ２を含まない。または、第２領域３２における第２化合物ＣＭ２の濃度は、第１領域３１における第２化合物ＣＭ２の濃度よりも低い。例えば、第２領域３２は、第２化合物ＣＭ２を実質的に含まない。第２領域３２は、例えば、正孔輸送層として機能して良い。

図１に示すように、例えば、検出回路７０が設けられる。検出回路７０は、第１導電層１０及び第２導電層２０と電気的に接続される。電気的な接続は、例えば、第１導電層１０と接続された第１配線７１、及び、第２導電層２０と接続された第２配線７２により行われる。検出回路７０は、例えば、電荷増幅器を含む。電荷増幅器の入力に第１導電層１０（第１配線７１）及び第２導電層２０（第２配線７２）が電気的に接続される。電荷増幅器の出力が、出力信号ＯＳとなる。出力信号ＯＳは、入射する光８１に応じて変化する。このように、検出回路７０は、光検出器１１０に入射する光８１に対応する信号（出力信号ＯＳ）を出力可能である。

例えば、光８１は、第２導電層２０を介して、有機層３０に入射する。光８１は、第２領域３２を通過して第１領域３１に届く。第１領域３１において、入射した光８１のエネルギーにより、移動可能な電荷が生じる。第１導電層１０と第２導電層２０との間にバイアス電圧を印加することで、この電荷が取り出される。第１領域３１は、例えば、光電変換層として機能する。

実施形態においては、上記のような第２領域３２が設けられる。これにより、リーク電流が抑制できることが分かった。このような第２領域３２が設けられることで、良好な時間応答性が得られることが分かった。以下、光検出器の特性の評価結果の例について説明する。

図３は、光検出器の特性を例示するグラフ図である。
図３は、光８１が入射しない状態において、第１導電層１０と第２導電層２０との間に印加されるバイアス電圧を変えたときに得られる信号の測定結果を例示している。図３の横軸は、バイアス電圧Ｖｂである。図３の縦軸は、リークパラメータＰ１である。リークパラメータは、得られる信号の大きさに対応する。リークパラメータＰ１が大きいことは、リーク電流が大きいことに対応する。リークパラメータＰ１は、見かけの量子効率に対応する。

図３には、光検出器１１０、１１８及び１１９の特性が示されている。光検出器１１０においては、第１化合物ＣＭ１及び第３化合物ＣＭ３を含む第２領域３２が設けられる。光検出器１１８においては、第２領域３２が設けられない。光検出器１１９においては、第２領域３２は、第１化合物ＣＭ１だけを含み、第３化合物ＣＭ３を含まない。

図３に示すように、光検出器１１８においては、リークパラメータＰ１が大きい。光検出器１１９においては、光検出器１１８よりもリークパラメータＰ１が小さい。光検出器１１０においては、光検出器１１９よりも小さいリークパラメータＰ１が得られる。このように、実施形態によれば、リーク電流が抑制できる。これにより、高い検出感度が得られる。

上記のように、第１化合物ＣＭ１及び第３化合物ＣＭ３を含む第２領域３２が設けられることで、リーク電流が抑制できる。

第２領域３２が第３化合物ＣＭ３を含まない光検出器１１９の場合、例えば、第２領域３２における構造の均一性は、高いと考えられる。例えば、第１化合物ＣＭ１は、高い密度でパッキングされる。これにより、導電性が高くなる。その結果、リーク電流が大きくなると考えられる。

一方、第２領域３２が第１化合物ＣＭ１及び第３化合物ＣＭ３を含む光検出器１１０の場合、第２領域３２における構造の均一性が、低くなると考えられる。例えば、第２領域３２は、嵩高になる。例えば、第１化合物ＣＭ１と異なる第３化合物ＣＭ３が設けられると、パッキング性が低下する。これにより、導電性が低下し、リーク電流が小さくなると、考えられる。

図４（ａ）～図４（ｃ）は、光検出器の応答特性を例示するグラフ図である。
これらの図の横軸は、時間ｔｍである。これらの図の縦軸は検出される信号Ｓｇ１である。図４（ａ）は、光検出器１１８に対応する。図４（ｂ）は、光検出器１１９に対応する。図４（ｃ）は、光検出器１１０に対応する。これらの測定において、時間ｔｍが０からに５μｓまでの間に光パルスが光検出器に照射される。光パルスに対応する信号Ｓｇ１の変化が観測される。

図４（ａ）に示すように、光検出器１１８においては、オン時及びオフ時において、良好な応答特性が得られる。これに対して、図４（ｂ）に示すように、光検出器１１９においては、応答特性が低い。特に、オフ特性において、信号Ｓｇ１が元に戻る時間が著しく長い。図４（ｃ）に示すように、光検出器１１０においては、オン時及びオフ時において、良好な応答特性が得られる。良好な高速応答性が得られる。

第２領域３２が第３化合物ＣＭ３を含まない光検出器１１９の場合、例えば、第２領域３２において、キャリアのブロック性が高いと考えられる。これは、第２領域３２が第１化合物ＣＭ１だけを含むので、構造が均一になることに起因すると考えられる。

一方、第２領域３２が第１化合物ＣＭ１及び第３化合物ＣＭ３を含む光検出器１１０の場合、第２領域３２における構造の均一性が低くなると考えられる。これにより、キャリアのブロック性が低くなる。これにより、蓄積されたキャリアが効率的に外部に移動して、高速のオフ特性が得られると考えられる。

実施形態において、第１領域３１は、第３化合物ＣＭ３を含まないことが好ましい。または、第１領域３１における第３化合物ＣＭ３の濃度は、第２領域３２における第３化合物ＣＭ３の濃度よりも低いことが好ましい。例えば、第１領域３１は第３化合物ＣＭ３を実質的に含まない。これにより、例えば、高い変換効率が得易くなる。

例えば、第１領域３１は、光電変換層として機能する。効率的な光電変換のために、第１領域３１の厚さは、ある程度厚く設定される。厚い第１領域３１において、第１化合物ＣＭ１及び第３化合物ＣＭ３が設けられると、第１領域３１におけるキャリアが短い時間内で移動することが困難になる。第１領域３１において第３化合物ＣＭ３が実質的に設けられないことで、消失する前にキャリアが導電層に到達し易くできる。これにより、高い変換効率が得られる。

図１に示すように、第２導電層２０から第１導電層１０への第１方向（Ｚ軸方向）における第１領域３１の厚さを第１厚さｔ１とする。第１方向における第２領域３２の厚さを第２厚さｔ２とする。第１厚さｔ１は、第２厚さｔ２よりも厚い。これにより、高い変換効率が得られる。第２厚さｔ２が薄いことで、例えば、高速の応答性（良好なオン特性及び良好なオフ特性）が得られる。

実施形態において、第１厚さｔ１は、例えば、第２厚さｔ２の５倍以上２００倍以下であることが好ましい。第１厚さｔ１は、例えば、第２厚さｔ２の８倍以上８０倍以下でも良い。

実施形態において、第１厚さｔ１は、例えば、２００ｎｍ以上２０００ｎｍ以下であることが好ましい。第２厚さｔ２は、例えば、２ｎｍ以上１００ｎｍ以下である。

第１領域３１において第１化合物ＣＭ１及び第２化合物ＣＭ２は、互いに混合されて良い。第１領域３１は、例えば、バルクヘテロ接合構造を有する。

第１領域３１において、第１化合物ＣＭ１の第２化合物ＣＭ２に対する重量比は、例えば、０．３以上０．７以下であることが好ましい。第２領域３２において、第１化合物ＣＭ１の第３化合物ＣＭ３に対する重量比は、０．３以上０．７以下であることが好ましい。

実施形態において、第１化合物ＣＭ１は、第１母骨格Ｓ１を含む化合物、または、その化合物の誘導体で良い。図２（ａ）に示すように、誘導体は、第１母骨格Ｓ１に結合された第１基Ａ１を含む。第１基Ａ１は、水素、ハロゲン元素、及び、有機基よりなる群から選択された少なくとも１つを含む。図２（ａ）の例では、第１基Ａ１は、塩素である。

第３化合物ＣＭ３は、例えば、第１母骨格Ｓ１を含む化合物の誘導体である。図２（ｃ）に示すように、誘導体は、第１母骨格Ｓ１に結合された第２基Ａ２を含む。第１母骨格Ｓ１の分子量は、第１基Ａ１の分子量よりも大きく、第２基Ａ２の分子量よりも大きい。

１つの例において、第１基Ａ１がハロゲン元素である場合に、第２基Ａ２は、有機基を含む。この有機基に含まれる炭素の数は５以上である。１つの例において、第２基Ａ２の分子量は、第１基Ａ１の分子量よりも大きい。１つの例において、第２基Ａ２のサイズは、第１基Ａ１のサイズよりも大きい。これにより、第３化合物ＣＭ３は、第１化合物ＣＭ１よりも嵩高になる。

例えば、第１母骨格Ｓ１は、ベンゼン環を含む。第３化合物ＣＭ３は、第１母骨格Ｓ１に結合された第２基Ａ２を含む。第２基Ａ２は、ベンゼン環を含む。この場合、第１基Ａ１は、ベンゼン環を含まない。このような構成により、第３化合物ＣＭ３は、第１化合物ＣＭ１よりも嵩高になる。

第２基Ａ２がベンゼン環を含む場合、第２基Ａ２は、そのベンゼン環に結合されたフッ素を含んでも良い。このような構成により、第３化合物ＣＭ３は嵩高になる。

第２基Ａ２がベンゼン環を含む場合、ベンゼン環は、酸素を介して第１母骨格Ｓ１に結合されて良い。これにより、嵩高な構造が得られる。ベンゼン環は、硫黄を介して第１母骨格Ｓ１に結合されても良い。

１つの例において、第１化合物ＣＭ１は、クロロホウ素サブフタロシアニンを含み、第３化合物ＣＭ３は、ペンタフルオロフェノキシホウ素サブフタロシアニンを含む。

実施形態において、第１導電層１０は、例えば、金属を含む。金属は、例えば、Ａｌ、Ａｇ及びＡｕよりなる群から選択された少なくとも１つを含んでも良い。第２導電層２０は、例えば、金属の酸化物を含んでも良い。第１導電層１０は、例えばＩＴＯ（Indium Tin Oxide）を含んでも良い。例えば、第２導電層２０の光透過率は、第１導電層１０の光透過率よりも高い。

図１に示すように、光検出器１１０は、基体５０を含んでも良い。基体５０と第１導電層１０との間に第２導電層２０が設けられる。基体５０は、例えば、樹脂またはガラスなどを含んで良い。基体５０は、例えば有機フィルムなどでも良い。

図５は、第１の実施形態に係る光検出器を例示する回路図である。
図５は、検出回路７０に設けられる電荷増幅器７５を例示している。電荷増幅器７５の２つの入力端子の一方に、第１配線７１が電気的に接続される。電荷増幅器７５の２つの入力端子の他方に、第２配線７２が電気的に接続される。これにより、電荷増幅器７５は、第１導電層１０及び第２導電層２０と電気的に接続される。電荷増幅器７５の負入力と、電荷増幅器７５の出力端子との間に、キャパシタンス７６が接続される。例えば、第１導電層１０と第２導電層２０との間に生じる電荷に応じた電圧が、出力信号ＯＳとして得られる。

電荷増幅器７５において、キャパシタンス７６と並列に抵抗が設けられてとも良い。参照電圧の入力端子がさらに設けられても良い。第１導電層１０、第２導電層２０及び有機層３０を含む構造体において放射線が検出されても良い。光検出器１１０は、放射線検出器でも良い。

（第２実施形態）
第２実施形態は、放射線検出器に係る。

図６は、第２実施形態に係る放射線検出器を例示する模式的断面図である。
図６に示すように、実施形態に係る放射線検出器１２０は、第１実施形態に係る光検出器１１０と、シンチレータ層４０と、を含む。第２導電層２０は、シンチレータ層４０と有機層３０との間にある。この例では、基体５０が設けられている。基体５０は、シンチレータ層４０と第２導電層２０との間に設けられる。基体５０は、光検出器１１０に設けられると見なされても良い。

例えば、シンチレータ層４０に放射線８２が入射する。シンチレータ層４０において、放射線８２に応じた光８１が発生する。光８１が有機層３０に入射する。放射線８２に応じた電気信号が得られる。シンチレータ層４０が設けられることで、効果的に放射線８２が検出できる。

放射線８２は、例えば、任意である。放射線８２は、例えばβ線を含んでも良い。例えば、時間的に離散的な放射線８２がシンチレータ層４０に入射しても良い。実施形態においては、応答特性が良好な光電変換が可能である。時間的に離散的な放射線８２を効率良く検出できる。

シンチレータ層４０は、例えば、ＣｓＩ（Ｔｌ）を含むんで良い。例えば、シンチレータ層４０は、ヨウ素、セシウム及びタリウムを含んで良い。シンチレータ層４０は、プラスチックシンチレータを含んでも良い。プラスチックシンチレータは、例えば、ポリスチレン、ポリビニルトルエンおよびポリフェニルベンゼンからなる群から選択された少なくとも１つを含む。

図７は、第２実施形態に係る放射線検出器を例示する模式的断面図である。
図７に示すように、本実施形態に係る放射線検出器１２１においては、封止部材６０がさらに設けられる。基体５０及び封止部材６０には、例えば、ガラスが用いられる。封止部材６０の外縁が、基体５０の外縁と、接合される。基体５０及び封止部材６０により囲まれる空間に、第１導電層１０、第２導電層２０及び有機層３０が設けられる。第１導電層１０、第２導電層２０及び有機層３０は、基体５０及び封止部材６０により、気密に封止される。これにより、安定した特性が得やすくなる。高い信頼性が得られる。

第１導電層１０、第２導電層２０及び有機層３０と、封止部材６０との間には、空間６５が設けられる。この空間６５に、例えば、不活性ガス（例えば窒素ガスなど）が封入される。封止部材６０は、光検出器１１０に設けられても良い。

図８は、第２実施形態に係る放射線検出器を例示する模式的斜視図である。
図８においては、図の見やすさのために、放射線検出器１２２に含まれる要素の一部が互いに離されて描かれている。

放射線検出器１２２においては、複数の第２導電層２０が設けられる。複数の第２導電層２０は、第１方向（Ｚ軸方向）と交差する平面（例えばＸ－Ｙ平面）に沿って並ぶ。複数の第２導電層２０は、例えば、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に沿って並ぶ。複数の第２導電層２０は、例えば、マトリクス状に並ぶ。放射線検出器１２２においては、放射線８２に応じた画像が得られる。放射線検出器１２２は、第１実施形態に関して説明した光検出器１１０の構成が適用できる。

実施形態は、以下の構成（例えば技術案）を含んでも良い。
（構成１）
第１導電層と、
第２導電層と、
前記第１導電層と前記第２導電層との間に設けられた有機層と、
を備え、
前記有機層は、第１領域と、前記第１領域と前記第２導電層との間に設けられた第２領域と、を含み、
前記第１領域は、第１母骨格を含む第１化合物と、第２化合物と、を含み、
前記第２領域は、前記第１化合物と、前記第１母骨格を含み前記第１化合物とは異なる第３化合物と、を含み、
前記第２領域は、前記第２化合物を含まない、または、前記第２領域における前記第２化合物の濃度は、前記第１領域における前記第２化合物の濃度よりも低い、光検出器。

（構成２）
前記第１領域は、前記第３化合物を含まない、または、前記第１領域における前記第３化合物の濃度は、前記第２領域における前記第３化合物の濃度よりも低い、構成１に記載の光検出器。

（構成３）
前記第１化合物は、ｐ形であり、
前記第２化合物は、ｎ形である、構成１または２に記載の光検出器。

（構成４）
前記第１化合物は、前記第１母骨格に結合された第１基を含み、
前記第３化合物は、前記第１母骨格に結合された第２基を含み、
前記第２基の分子量は、前記第１基の分子量よりも大きい、構成１～３のいずれか１つに記載の光検出器。

（構成５）
前記第１化合物は、前記第１母骨格に結合された第１基を含み、
前記第３化合物は、前記第１母骨格に結合された第２基を含み、
前記第１基は、ハロゲン元素であり、
前記第２基は、有機基を含む、構成１～３のいずれか１つに記載の光検出器。

（構成６）
前記第１母骨格は、ベンゼン環を含み、
前記第３化合物は、前記第１母骨格に結合された第２基を含み、
前記第２基は、ベンゼン環を含む、構成１～３のいずれか１つに記載の光検出器。

（構成７）
前記第２基は、前記ベンゼン環に結合されたフッ素を含む、構成６に記載の光検出器。

（構成８）
前記ベンゼン環は、酸素を介して前記第１母骨格に結合された、構成６または７に記載の光検出器。

（構成９）
第１化合物は、クロロホウ素サブフタロシアニンを含み、
第３化合物は、ペンタフルオロフェノキシホウ素サブフタロシアニンを含む、構成１～３のいずれか１つに記載の光検出器。

（構成１０）
前記第２化合物は、フラーレン、及び、フラーレン誘導体のいずれかを含む、構成９に記載の光検出器。

（構成１１）
前記第２導電層から前記第１導電層への第１方向における前記第１領域の第１厚さは、前記第１方向における前記第２領域の第２厚さよりも厚い、構成１～１０のいずれか１つに記載の光検出器。

（構成１２）
前記第１厚さは、前記第２厚さの５倍以上２００倍以下である、構成１１に記載の光検出器。

（構成１３）
前記第１厚さは、２００ｎｍ以上２０００ｎｍ以下であり、
前記第２厚さは、２ｎｍ以上１００ｎｍ以下である、構成１１に記載の光検出器。

（構成１４）
前記第１領域において前記第１化合物及び前記第２化合物は混合されている、構成１～１３のいずれか１つに記載の光検出器。

（構成１５）
前記第１領域において、前記第１化合物の前記第２化合物に対する重量比は、０．３以上０．７以下である、構成１～１４のいずれか１つに記載の光検出器。

（構成１６）
前記第２領域において、前記第１化合物の前記第３化合物に対する重量比は、０．３以上０．７以下である、構成１～１５のいずれか１つに記載の光検出器。

（構成１７）
前記第２導電層の光透過率は、前記第１導電層の光透過率よりも高い、構成１～１６のいずれか１つに記載の光検出器。

（構成１８）
構成１～１７のいずれか１つに記載された光検出器と、
シンチレータ層と、
を備え、
前記第２導電層は、前記シンチレータ層と前記有機層との間にある、放射線検出器。

（構成１９）
前記シンチレータ層と前記第２導電層との間に設けられた基体をさらに備えた、構成１８に記載の放射線検出器。

（構成２０）
前記シンチレータに、時間的に離散的な放射線が入射可能である、構成１８または１９に記載の放射線検出器。

（構成２１）
第１導電層と、
第２導電層と、
前記第１導電層と前記第２導電層との間に設けられた有機層と、
を備え、
前記有機層は、第１領域と、前記第１領域と前記第２導電層との間に設けられた第２領域と、を含み、
前記第１領域は、第１母骨格を含む第１化合物と、第２化合物と、を含み、
前記第２領域は、前記第１化合物と、前記第１母骨格を含み前記第１化合物とは異なる第３化合物と、を含み、
前記第２領域は、前記第２化合物を含まない、または、前記第２領域における前記第２化合物の濃度は、前記第１領域における前記第２化合物の濃度よりも低い、放射線検出器。

実施形態によれば、特性を向上できる光検出器及び放射線検出器を提供することができる。

本願明細書において、電気的に接続される状態は、２つの導体が直接接する状態を含む。電気的に接続される状態は、２つの導体が、別の導体（例えば配線など）により接続される状態を含む。電気的に接続される状態は、２つの導体の間の経路の間にスイッチング素子（トランジスタなど）が設けられ、２つの導体の間の経路に電流が流れる状態が形成可能な状態を含む。

本願明細書において、「垂直」及び「平行」は、厳密な垂直及び厳密な平行だけではなく、例えば製造工程におけるばらつきなどを含むものであり、実質的に垂直及び実質的に平行であれば良い。

以上、具体例を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明した。しかし、本発明は、これらの具体例に限定されるものではない。例えば、光検出器または放射線検出器に含まれる、導電層、有機層、化合物及びシンチレータ層などの各要素の具体的な構成に関しては、当業者が公知の範囲から適宜選択することにより本発明を同様に実施し、同様の効果を得ることができる限り、本発明の範囲に包含される。

また、各具体例のいずれか２つ以上の要素を技術的に可能な範囲で組み合わせたものも、本発明の要旨を包含する限り本発明の範囲に含まれる。

その他、本発明の実施の形態として上述した光検出器及び放射線検出器を基にして、当業者が適宜設計変更して実施し得る全ての光検出器及び放射線検出器も、本発明の要旨を包含する限り、本発明の範囲に属する。

その他、本発明の思想の範疇において、当業者であれば、各種の変更例及び修正例に想到し得るものであり、それら変更例及び修正例についても本発明の範囲に属するものと了解される。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１０…第１導電層、２０…第２導電層、３０…有機層、３１、３２…第１、第２領域、４０…シンチレータ層、５０…基体、６０…封止部材、６５…空間、７０…検出回路、７１、７２…第１、第２配線、７５…電荷増幅器、７６…キャパシタンス、８１…光、８２…放射線、１１０、１１８、１１９…光検出器、１２０～１２２…放射線検出器、Ａ１、Ａ２…第１、第２基、ＣＭ１～ＣＭ３…第１～第３化合物、ＯＳ…出力信号、Ｐ１…リークパラメータ、Ｓ１…母骨格、Ｓｇ１…信号、Ｖｂ…バイアス電圧、ｔ１、ｔ２…第１、第２厚さ、ｔｍ…時間

Claims

第１導電層と、
第２導電層と、
前記第１導電層と前記第２導電層との間に設けられた有機層と、
を備え、
前記有機層は、第１領域と、前記第１領域と前記第２導電層との間に設けられた第２領域と、を含み、
前記第１領域は、第１化合物と、第２化合物と、を含み、
前記第２領域は、前記第１化合物と、第３化合物と、を含み、
前記第１化合物は、クロロホウ素サブフタロシアニンを含み、
前記第３化合物は、ペンタフルオロフェノキシホウ素サブフタロシアニンを含み、
前記第２化合物は、フラーレン、及び、フラーレン誘導体のいずれかを含み、
前記第２領域は、前記第２化合物を含まず、
前記有機層に入射した光に応じて生じる電荷が前記第１導電層及び前記第２導電層に印加されることで取り出される、光検出器。
前記第１領域は、前記第３化合物を含まない、請求項１に記載の光検出器。
前記第２導電層から前記第１導電層への第１方向における前記第１領域の第１厚さは、前記第１方向における前記第２領域の第２厚さよりも厚い、請求項１または２に記載の光検出器。
請求項１～３のいずれか１つに記載された光検出器と、
シンチレータ層と、
を備え、
前記第２導電層は、前記シンチレータ層と前記有機層との間にある、放射線検出器。