JP2009231577A - 有機薄膜受発光素子、及びその受発光素子を用いた脈拍センサ - Google Patents

Abstract

【課題】有機半導体材料を用い太陽光下でも微弱光を検出することができる有機薄膜受発光素子を提供する。
【解決手段】可とう性を有する一つの基材５上に、有機半導体材料からなり最大発光波長が３００ｎｍ以上６００ｎｍ未満の範囲にある光を発する有機薄膜発光体２０と、有機半導体材料からなり最大受光感度波長が３００ｎｍ以上６００ｎｍ未満の範囲にある有機薄膜受光体３０と、を有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、有機薄膜受発光素子、その有機薄膜受発光素子を複数配置した有機薄膜受発光素子アレイ、その有機薄膜受発光素子または有機薄膜受発光素子アレイを用いた脈拍センサ、その脈拍センサを設けた車両に関する。

受光素子と発光素子をともに備えた装置の一つに脈拍計がある。脈拍計は、発光素子としてＬＥＤまたはレーザダイオードを備え、受光素子としてフォトトランジスタやフォトダイオードを備える。そして発光素子からの光を人体、特に動脈部や静脈部に当てて、血中のヘモグロビンによって散乱された反射光を受光素子によって受光し、その出力変化から脈拍のほかヘモグロビンの変化量を測定している（特許文献１）。
特開２００２−５１９９６号公報

このような脈拍計では、発光素子、受光素子共に、個別の素子として供給されたものを使用している。そしてこれらの素子は無機半導体材料を用い、基板としてもリジット材を用いているため、フレキシブル化が困難であった。このため人体に対する密着性が低く、そのままでは外光（例えば太陽光や電灯などの光）が隙間から入りやすい。また、外光以外にも人体を透過した光が受光素子に入って感応してしまう。このため、このような人体透過光による影響も測定誤差を生じる原因となる。

そこで本発明の目的は、外光や透過光などの外乱光による影響を受けにくくした有機薄膜受発光素子を提供することである。また、この有機薄膜受発光素子を用いた有機薄膜受発光素子アレイを提供することである。

また、このような有機薄膜受発光素子または有機薄膜受発光素子アレイを用いた脈拍センサ、その脈拍センサを設けた車両を提供することである。

上記課題を解決するための本発明に係る有機薄膜受光素子は、次のような構成を特徴としている。可とう性を有する一つの基材上に、有機半導体材料からなり最大発光波長が３００ｎｍ以上６００ｎｍ未満の範囲にある光を発する有機薄膜発光体と、有機半導体材料からなり最大受光感度波長が３００ｎｍ以上６００ｎｍ未満の範囲にある有機薄膜受光体と、を有する。

本発明によれば、一つの素子内に最大発光波長が３００ｎｍ以上６００ｎｍ未満の範囲にある光を発する有機薄膜発光体と、最大受光感度波長が３００ｎｍ以上６００ｎｍ未満の範囲にある有機薄膜受光体を設けたので、外乱光である近紫外光から近赤外光までの光が受光体に入射した場合にも、これら外乱光の影響が少なく、この３００〜６００ｎｍの波長域において高感度に光反射を検知することができる。

また、基板には可とう性のある部材を用い、かつ、発光体および受光体共に有機薄膜を用いているため素子自体がフレキシブルである。したがって、脈拍センサとして利用することで人体の皮膚などに対する密着性がよくなり、隙間から外部光が入ることを少なくして外乱光による影響を一層低減することができる。また、ステアリングホイールのような局面を持つ部材にも容易に装着することができる。

まず、本発明の有機薄膜受発光素子の好ましい実施形態を説明する。しかし、本発明の有機薄膜受発光素子は以下の実施形態のみには制限されない。なお、添付した図面では、説明の明確性のために各構成要素を誇張して表現している。また、図面では同一の要素には同一の符号を付し、明細書では同一の要素について重複する説明を省略している。

以下の説明では、代表的な実施形態として本発明の有機薄膜受発光素子が脈拍センサとして用いられる場合を例に挙げて説明する。しかし、本発明の技術的範囲は下記の形態のみに制限されず他の形態をも含む。つまり、脈拍の検出装置としての使用以外にも、さまざまな検出装置としての使用が可能である。

脈拍の検出装置以外の使用は次のような相互作用を利用している。本発明の有機半導体材料を用いることによる発光強度の大きな有機薄膜発光体からの光が被検体あたると、例えば被検体によって反射し、被検体を透過して内部の物質により散乱したり、吸収されたりする。また被検体からの２次放射などもある。受光体はこれら被検体からの光を検知する。例えば、被検体により有機薄膜発光体からの光が反射されると、同じ波長領域の光が有機薄膜受光体に照射され、有機薄膜受光体の最大受光感度波長が反射された光と同じ波長領域なら、被検体の光の反射を高感度で検知可能である。また、被検体が光を吸収する場合は、有機薄膜発光体からの光が被検体によって吸収されたかまたは透過したと考えられる。これにより被検体の性質が光吸収性部材の場合は、その吸収度合いから部材の性質がわかり、吸収性部材ではない場合には被検体が透明性または厚みを検出することもできる。さらに、発光体からの光が被検体により吸収され、被検体が違う波長の光を放射する場合、有機薄膜受光体の最大受光感度波長領域を被検体から放射される発光体の波長領域とは異なる波長領域に適合させることも可能である。

このような特性を利用した具体例としては、人感センサ、食品の異物検査、手荷物検査、配管・構造物・コンテナなどの非破壊検査など利用できる。

以下、添付した図面を参照して本発明の有機薄膜受発光素子の最良の実施形態を説明する。

[第１実施形態]
図１は、本発明の第１実施形態に係る有機薄膜受発光素子１０の説明に供する図である。図１に示すように、本実施形態に係る有機薄膜受発光素子１０は、可とう性を有する一つの基板５上に形成された有機薄膜発光体２０および有機薄膜受光体３０を備えている。有機薄膜発光体２０は最大発光波長が３００ｎｍ以上６００ｎｍ未満の範囲にある光を出力する。有機薄膜受光体３０は最大受光感度波長が３００ｎｍ以上６００ｎｍ未満の範囲の光を受光する。

この有機薄膜受発光素子１０は上述したような光による相互作用を利用した検出器として使用される。これには図１に示したように、有機薄膜発光体２０および有機薄膜受光体３０を備える面を被検体４０に向けて配置し、有機薄膜発光体２０からの発光を被検体４０に照射する。そして、被検体４０からの光を有機薄膜受光体３０によって受光し、その光の情報（例えば、光強度）から被検体４０における脈拍のような生体動作の検出、あるいは被検体４０の物性の検知に利用する。

以下それぞれの部材について詳細に説明する。

［基材５］
基材（基板）５は、可とう性部材からなる。可とう性部材としては、例えば、エポキシ樹脂基板、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリスチレン（ＰＳ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリイミド（ＰＩ）等を挙げることができる。可とう性部材による各種樹脂基板を有機薄膜受発光素子１０の基材５に適用することで、後述するように有機薄膜発光体２０および有機薄膜受光体３０の可とう性とあいまって、素子自体を可とう性に富むものとすることができる。したがって有機薄膜受発光素子１０を任意の形状、特に曲面形状で利用することが可能となる。

［有機薄膜受発光素子１０］
図２（ａ）は、有機薄膜受発光素子１０が備える有機薄膜発光体２０および有機薄膜受光体３０の説明に供する図である。

なお、本明細書では有機薄膜発光体２０の有効発光部や有機薄膜受光体３０の有効受光部という表現を使用する。これは有機薄膜発光体２０（あるいは有機薄膜受光体３０）を構成する際に、基材５上に、第１電極、発光（あるいは受光）層、第２電極が積層された構成において、両電極が有効に覆われている領域、すなわち、電圧が印加される領域を指す部分である。

［有機薄膜発光体２０］
有機薄膜発光体２０は、有機半導体材料からなる。この有機半導体材料に外部から電圧を印加することで光を発する。そしてこの有機薄膜発光体２０からの光の最大発光波長は３００ｎｍ以上６００ｎｍ未満の領域内にある。

図２（ａ）に示すように、有機薄膜発光体２０は、基板５上に形成された第１電極２１、第１電極２１上に形成された有機半導体材料から成る有機半導体発光層２４、有機半導体発光層２４上に形成された第２電極２２を備えている。

第１電極２１や第２電極２２の材料は特に限定されないが、３００ｎｍから６００ｎｍまでの波長領域内に最大発光波長を有する光を射出するという目的から、光を射出する面の電極は、３００ｎｍから６００ｎｍの波長領域で光透過性を有する材料が用いられる。

そのような材料としては、例えば、無機透明電極材であるＩＴＯ（酸化インジウム錫）の他に、ＳｎＯ_２（酸化錫）、ＺｎＯ（酸化亜鉛）、ＦＴＯ（Ｆドープ酸化錫）などの無機系酸化物を適用しても構わない。あるいは、各種導電性高分子である、ポリピロールやポリエチレンジオキシチオフェン（ＰＥＤＯＴ）／ポリスチレンスルフォン酸（ＰＳＳ）、ポリチオフェン、カーボンナノチューブ分散体などの適用も可能である。

［有機薄膜発光体２０用の有機半導体材料］
有機薄膜発光体２０用の有機半導体材料系について説明する。３００ｎｍから６００ｎｍの波長領域内に最大発光波長を有する光の射出を満足させる有機薄膜発光体２０用の有機半導体材料系としては、ポリフェニレン誘導体、ポリフルオレン誘導体、トリフェニルアミン誘導体、ベンジジン誘導体、ピラゾリン誘導体、スチリスアミン誘導体、あるいはオキサジアゾール誘導体、トリアゾール誘導体、シロール誘導体などを例示することができるが、特に、ポリフェニレン誘導体、トリフェニルアミン誘導体、ベンジジン誘導体から選択された一つを好適な材料として挙げることができる。

例示した材料の中でも、特にポリフェニレン誘導体の一つであるポリフェニレンビニレン（ＰＰＶ）やポリフルオレン誘導体の一つであるポリフルオレン（ＰＦＯ）は最大発光波長λ_１が４５０ｎｍから４７０ｎｍ付近（青色）にあり、極めて発光効率も高く、皮膚組織体内の毛細動脈変動を例えば光反射強度変化として検出するための有機薄膜発光体２０の材料として好適である。図３（ａ）に、一例としてポリフェニレンビニレン（ＰＰＶ）の発光スペクトルを示す。

有機薄膜受発光素子１０が複数の有機薄膜発光体２０を備える場合、各有機薄膜発光体２０を形成する有機半導体材料として、それぞれ異なる発光波長領域を有する有機半導体を選択することもできる。そして、これら複数の有機薄膜発光体２０が全体として３００ｎｍから６００ｎｍの波長領域の光を発するようにしてもよい。

［有機薄膜受光体３０］
有機薄膜受光体３０は、有機半導体材料からなる。有機薄膜受光体３０が受光する光の最大受光感度波長は３００ｎｍから６００ｎｍの波長領域内である。有機薄膜受光体３０は、この波長域の光に感応して、光量に応じた電流変動を生じる（詳細後述）。この電流変動は例えば電流計などにより計測することで、受光しているかどうかを検出することができる。

図２（ａ）に示すように、有機薄膜受光体３０は、基板５上に形成された第１電極３１、第１電極３１上に形成された有機半導体材料から成る有機半導体受光層３４、有機半導体受光層３４上に形成された第２電極３２を備えている。

［有機薄膜受光体３０用の材料］
有機薄膜受光体３０用の有機半導体材料系は、３００ｎｍから６００ｎｍの波長領域の光を効率よく受光できる材料として、例えばフタロシアニン誘導体、ペリレン誘導体およびナフタロシアニン系から選択された一つを挙げることができる。

例示材料の中で、図３（ｂ）、（ｃ）の受光感度スペクトルに示すように、銅フタロシアニン及びペリレンは最大受光感度波長λ_２がそれぞれ、４６０ｎｍ、５３０ｎｍ付近にあり、極めて受光感度が高く、有機薄膜受光体３０の材料として好適である。なお、有機薄膜発光体２０及び有機薄膜受光体３０用の材料としては、低分子系に限らず、高分子系の材料であっても構わない。

有機薄膜受発光素子１０に複数の有機薄膜受光体３０を備える場合、各有機薄膜受光体３０を形成する有機半導体材料として、それぞれ異なる最大受光感度波長領域を有する有機半導体を選択することもできる。そして、これら複数の有機薄膜受光体３０が全体として３００ｎｍから６００ｎｍの波長領域の光に感応するようにしてもよい。

なお、有機薄膜発光体２０および有機薄膜受光体３０の形状は、特に限定されず、例えば矩形、円形、扇形状などを用いることができる（図４、図５、および図６参照）。

［有機薄膜受光体３０の動作機構］
有機薄膜受光体３０の動作機構、つまり外部から有機薄膜受光体３０に光が入射して光誘起電流が発生する動作機構について説明する。

第１電極３１側にマイナス（−）の電位、第２電極３２側にプラス（＋）の電位が付与されるように、第１電極３１と第２電極３２との間に直流電圧３６を印加する。そして、３００ｎｍから６００ｎｍの波長領域内の任意の波長の光を、第２電極３２側から入射する。入射した光により、有機半導体受光層３４で光吸収が起こり、光キャリアが発生する。光キャリアの正孔が第１電極３１へ移動し、また光キャリアの電子が第２電極３２へ移動することにより、光誘起電流が発現する。光誘起電流の大きさは、一般的に、第１電極３１と第２電極３２の間に印加される電圧、即ち、電界強度に依存し、比例関係を示す。また、第１電極３１と第２電極３２との間に直流電圧３６を印加している間に、光誘起電流が発生しないときは、印加している間に光が有機薄膜受光体３０に入射してないということを検知することができる。

［有機薄膜受発光素子１０の代表的な作成方法］
次に、本発明の有機薄膜受発光素子１０の代表的な作成方法について説明する。

有機薄膜発光体２０及び有機薄膜受光体３０用の共通のフレキシブル基材として、２５０μｍ厚のポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）を用いた。また、有機薄膜発光体２０としては、第一電極としてＭｇ／Ａｇを、有機薄膜発光層としてポリフェニレンビニレン（ＰＰＶ）を、また、第二電極として酸化インジウム錫（ＩＴＯ）を形成することで作成した。

一方、有機薄膜受光体３０としては、第一電極としてＡｕを、有機薄膜受光層としてポリ銅フタロシアニンを、また、第二電極として酸化インジウム錫（ＩＴＯ）を形成し、図２に示す有機薄膜受発光素子１０を作成した。なお、有機薄膜受発光素子１０とも、第一電極及び第二電極は真空蒸着で、また、有機薄膜発光層及び受光層はキャスティングにより形成した。

このように、電極１及び電極２、さらに有機薄膜発光層及び受光層の形成方法は特に限定されず、使用する基材の種類、電極材料や有機薄膜受発光体１０の材料、さらには面積、形状、素子あるいは素子アレイの違い等に応じて、適宜最適な形成方法を採用することができる。

例えば、電極形成には公知の真空蒸着法、電子ビーム蒸着法、分子線エピタキシー法、クラスターイオンビーム法、イオンプレーティング法などの各種物理蒸着法（ＰＶＤ）法や、ゾル・ゲル法、メッキ法、電気化学的方法、ＬＢ法など、各種の湿式薄膜形成法を適用することができる。

有機薄膜受発光素子１０のフレキシブル化及び高密度化のためには、各種湿式薄膜形成法を用いることが好ましく、スピンコート法、キャスティング法、ディップ法、バーコート法やグラビア印刷、スクリーン印刷、インクジェット法などの印刷技術を適宜適用することができる。そのような場合における電極材料は、ナノ粒子を分散した溶剤タイプのものや導電性高分子（ポリピロールやＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ、カーボンナノチューブ分散体など）を適宜使用できる。なお、上記有機薄膜受発光素子１０、有機薄膜受発光素子アレイ４０とも、湿度や酸素による特性劣化を防止するため、真空中あるいは不活性ガス中で実施されることが好ましい。

本発明の第１実施形態によれば、可とう性を持たすことが可能な有機受発光素子の受発光部分として、受光部分に用途に応じた有機半導体材料を選択でき、さらに、発光部分にも用途に応じた有機半導体材料を選択できる。

このような第１実施形態の有機薄膜受発光素子１０は、被検体４０に上記波長の光を照射し、被検体と照射された光との相互作用、例えば被検体からの反射光、被検体を透過した光、また、被検体によって拡散や吸収された光、さらには被検体自体からの放射光などを利用して、被検体の材質、厚さ、密度、濃度など状態量を計測することが可能となる。また、連続して計測することにより状態量の変化などを解析することも可能である。

また、有機薄膜受発光素子１０は、近紫外光から近赤外光の外部光（例えば、太陽光）とは異なる波長域に対し感度が低い受発光素子を使用している。このためこのような外乱光が、例えば被検体を透過して有機薄膜受発光素子１０に入射しても、外乱光による影響を抑え、有機薄膜受光素子の感度低下を防ぐことができる。また、この波長域の有機薄膜発光体２０は無機半導体の同素子と比べ、発光効率が高いことから、大きな発光強度を提供できる。それ故、発光強度大の光を出射することで被検体からの反射光も大となり、被検体の変動を光学的にモニタすることが容易となる。

そして、この有機薄膜受発光素子を用いれば、この素子自体が可とう性に富むものであるため、これを用いた装置全体をフレキシブルにすることが容易である。したがって、装置全体をウェラブル化、ユビキタス化に対応させることも容易にできるようになる。

また、この波長域の有機薄膜発光素子は無機半導体の同素子と比べ、発光効率が高いことから、大きな発光強度を提供できる。それ故、発光強度大の光を出射することで被検体からの反射光も大となり、被検体の変動を光学的にモニタすることが容易となる。

［光遮蔽体２５］
図２（ｂ）は本発明の第１実施形態に係る有機薄膜受発光素子１０にさらに光遮蔽体２５を備えた構成の説明に供する図である。

有機薄膜発光体２０の有機薄膜発光層面に対して垂直方向に大部分の光は発せられる。有機薄膜受発光素子１０を用いた装置構成にもよるが、素子単体として数％の光は有機薄膜発光体２０端部から漏光して、直接有機薄膜受光体３０に至る場合がある。そこで、図２（ｂ）に示すように、有機薄膜発光体２０と有機薄膜受光体３０との間に、光遮蔽体２５を設けた方が有機薄膜発光体２０端部からの漏光による有機薄膜受光体３０の受光感度低下を防止する上で好ましい。光遮蔽体２５は、光透過性の低い材料により構成することが望ましく、例えば、褐色を呈するポリイミド樹脂や樹脂中にカーボン等を分散し暗色を呈するようにした部材が好ましい。光遮蔽体２５の形状、大きさは、有機薄膜発光体２０と有機薄膜受光体３０に適応させ、漏光を極力減らすように、任意の形状、大きさに形成することができる。

［脈拍センサ］
本実施形態の有機薄膜受発光素子１０は、例えば実用例の一つとして脈拍センサ５０の形態で用いられうる。

図７は本発明の実用例の脈拍センサ５０の説明に供する図である。

脈拍センサ５０は、有機薄膜受発光素子１０の有機薄膜発光体２０と有機薄膜受光体３０がある面を被検体である生体４５（例えば指先）に当接するように配置される。有機薄膜発光体２０からの光が生体４５に照射される。そして、その光が生体面および生体内で反射、吸収、透過などの相互作用を経て、有機薄膜受光体３０により受光される。

図８（ａ）、（ｂ）は人体に入射する光の波長に依存する透過率の説明に供する図である。

図８（ａ）に示すように、手の平や指の皮膚（組織体）において、入射波長λを３００ｎｍ、４００ｎｍ、６００ｎｍ、８００ｎｍ、１０００ｎｍと５水準変化させたときの光の進入深さと光透過率との関係を示したものである（但し、皮膚の光吸収係数は、Ａｎｄｅｒｓｏｎ， Ｒ． Ｐ ａｎｄ Ｐａｒｉｓｈ， Ｊ． Ａ： Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｖｅ Ｄｅｒｍａｔｏｌｏｇｙ， Ｖｏｌ．７７， １３−１７ （１９８１）から引用）。図８（ａ）から明らかなように、入射光波長λが大きくなるに従い、光は手の平や指内に深く進入することがわかる。

この図を整理したのが図８（ｂ）である。横軸に入射光波長λを、また縦軸に手の平や指への進入深さをとっている。なお、進入深さは、入射光側に位置している手の平や指の皮膚表面を基準としている。また、図中に記載の入射光強度とは、指を透過してきた光が有機薄膜受光体３０に入るときの光強度を示したものである。平均厚さを１６ｍｍから２０ｍｍと見積もると、図８（ｂ）から明らかなように、有機薄膜受光体３０への入射光強度１０^−６という微弱光の場合、波長６００ｎｍの光でやっと指（指の厚さ１６ｍｍとして）を透過し有機薄膜受光体３０に達するレベルであることがわかる。換言すると、同入射光強度で波長６００ｎｍよりも長波長の波長の光（例えば、光透過型光電脈波計で用いられている波長６４０ｎｍの赤色や波長９２０ｎｍの近赤外光）では、有機薄膜受光体３０に到達してしまうため、本来、検出したい毛細動脈変動による光強度変化が検出困難になってしまう。それ故、有機薄膜受発光体１０において、波長６００ｎｍ以下の感度を持つことが必要である。なお、ここでいう感度とは有機薄膜発光体２０においては、最大発光波長λ_１を、また、有機薄膜受光体３０においては最大受光感度波長λ_２を意味するものである。ここで、図３（ｂ）、図３（ｃ）に示すように、銅フタロシアニン及びペリレンは最大受光感度波長λ_２がそれぞれ、４６０ｎｍ、５３０ｎｍ付近にあり、極めて受光感度が高く、毛細動脈変動からの微弱反射光を受光し検出するための有機薄膜受光体３０材料として好適である。

一方、入射光波長３００ｎｍ以下の光を適用した場合、皮膚組織（例えば、茶色メラニン色素を作るメラノサイト細胞など）での光吸収が大きく、しかも皮膚ガンの可能性が示唆される波長域となり、安全・健康面から好ましくない。それ故、有機薄膜受発光体１０の波長感度領域としては、前記有機薄膜発光体２０から出射される光の最大発光波長をλ_１、また、有機薄膜受光体３０の最大受光感度波長をλ_２としたとき、３００ｎｍ≦λ_１＜６００ｎｍ、３００ｎｍ≦λ_２＜６００ｎｍ、を満足するようにしている。なお、有機薄膜発光体２０では、４２０ｎｍから５００ｎｍの波長領域で発光効率が大きくなる有機薄膜発光体２０を適用できるというメリットもあることから、最大発光波長λ_１としては、４２０ｎｍ≦λ_１≦５００ｎｍがより好ましい。このように、有機薄膜受発光体１０の感度波長域を３００ｎｍから６００ｎｍとすることにより、太陽光などの外部光が手の平や指に当っても、従来のような黒地布などで遮光せずとも、手の平や指の毛細動脈変動に基づく微弱反射光の変動を安定して検出可能となる。

また、有機薄膜受発光素子１０は、可とう性があるため、生体４５の皮膚面に隙間無く当接させることができる。したがって、外部光（例えば、太陽光）が隙間から手の平や指に入射することを抑制することができる。したがって、この点からも安定した検出特性を持つ脈拍センサ５０となる。なお、被検体としてここでは、人体の手の平や指を例示したが、これに限定されるものではなく、動脈血流が存在する皮膚上の各部位（耳、首、足等）で脈拍を検知できることは言うまでもない。

このような脈拍センサ５０は、単に脈拍の測定だけでなく、さらにさまざまな生体反応の検知に利用することが可能である。

例えば、生体の動脈流や静脈流内のヘモグロビン変化量をこの脈拍センサ５０によって計測することで健康状態（疲労、ストレス、さらには快適度）を適宜モニタすることが可能である。したがって、この脈拍センサ５０を用いれば脈拍検知とともに非侵襲、かつ無意識な状態で計測し健康状態を検知することもできる。

［車両］
本実施形態の有機薄膜受発光素子１０は、例えば上述した脈拍センサ５０の形態で、車両に搭載されうる。

図９は、本発明の実用例の車両の説明に供する図である。図９では、車両のステアリングホイール６０に、脈拍センサ５０を配設した車両を提供できる。

このような脈拍センサ５０を車両のステアリングホイール６０に配設することができる。これは、有機薄膜受発光素子１０自体が可とう性に富むため、ステアリングホイール６０の曲面にほぼ完全に覆うように配置することが可能となる。このため、ドライバーに対しては通常のステアリングホイール６０とまったく違和感を与えることなく、脈拍センサ５０を配置することができるのである。

有機薄膜受発光素子１０の配置は、もっとも好ましくは、ステアリングホイール６０の全体にわたり複数配設することである。これにより、ドライバーがステアリングホイール６０を握ってさえいれば、どこを握っていても、また片手であっても手の平あるいは指から脈拍を連続的に検出・モニタ可能である。また、全体ではなく、いわゆるドライバーの手のホームポジションに相当する部分にだけ配置するようにしてもよい。

このように、ステアリングホイール６０に脈拍センサ５０を配設することで、ドライバーの生体反応を脈拍として計測することができる。したがって、これを利用し、ドライバーの健康度や疲労、ストレス等の検知に利用することができる。

なお、ドライバーを含め車両に乗り込む乗員が触れるドアノブ、アームレスト、手すり、つり革等にも脈拍センサ５０を配設することにより、ドライバーだけではなく、乗員についても適用することができる。

このように、本発明の有機薄膜受発光素子１０は、車両内でのドライバーあるいは乗員の各種生体情報（疲労、ストレス、快適度等）を非侵襲、かつリアルタイムに光学的手法で計測しようとする動きに対し、脈拍センサや自律神経活動等のモニタを提供することができる。例えば、血液中のヘモグロビンの吸光度変化や人体から放出されるバイオフォトン（生物発光）と言った微弱光を検出する生体情報検出装置や手段に有用である。特に、本発明の有機薄膜受発光素子１０を、曲面形状を有するステアリングホイールの表皮に配置すると、ドライバーの素手からの微弱光を低電圧、かつ高精度に検出できる車両を提供することができる。

［第２実施形態］
図４（ａ）、（ｂ）は本発明の第２実施形態に係る有機薄膜受発光素子１０の説明に供する図である。

図４（ａ）、（ｂ）に示すように、有機薄膜受発光素子１０は、有機薄膜発光体２０の有効発光部中心をＯｅとして、このＯｅを中心とする同心円の範囲内に、少なくとも一つの有機薄膜受光体３０の中心Ｏｐが配置されるように構成している。これにより、被検体と有機薄膜受発光素子１０との接触面がフラットでなく、被検体の組織自体が非等方性であったとしても、有効受光部が同心円内に形成されているため、拡散反射光を効率よく捕捉することができる。

有機薄膜発光体２０および有機薄膜受光体３０の形状は、特に限定されず、図示するように、例えば矩形、円形、扇形状などを用いることができる。また、有機薄膜発光体２０は少なくとも一つ備わっていればよい。一方、有機薄膜受光体３０は図４（ａ）に示すように１つでもよいが、図４（ｂ）に示すように、一つの有機薄膜発光体２０に対して複数個備えてもよい。

［最適な距離Ｌ］
図１０（ａ）〜（ｃ）は有機薄膜発光体２０と有機薄膜受光体３０の位置関係の説明に供する図である。

ここでは、図４（ａ）の配置を元に有機薄膜発光体２０と有機薄膜受光体３０が一つずつある場合について説明する。しかし、この有機薄膜発光体２０と有機薄膜受光体３０との最適な距離は、そのほかの複数配置においても同様に適用することが好ましい。

有機薄膜発光体２０と有機薄膜受光体３０の位置関係については、有機薄膜発光体２０の有効発光部中心Ｏｅと有機薄膜受光体３０の有効受光部中心Ｏｐとの距離をＬとしたとき、その距離Ｌが、０ｍｍ＜Ｌ≦９．０ｍｍなる関係を満足することが必要であることを以下、説明する。

今、図１０（ａ）、（ｂ）のように、皮膚組織体（手の平や指を想定）上において、基材上に形成された有機薄膜発光体２０の有効発光部中心Ｏｅと有機薄膜受光体３０の有効受光部中心Ｏｐとが距離Ｌだけ離れて位置しているとする。有機薄膜発光体２０の最大発光波長λ_１を４５０ｎｍ、発光強度を５ｍＷ／ｃｍ^２、皮膚組織体の見掛けの光吸収係数をα（但し、皮膚の光吸収係数は、Ａｎｄｅｒｓｏｎ， Ｒ． Ｐ ａｎｄ Ｐａｒｉｓｈ， Ｊ． Ａ： Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｖｅ Ｄｅｒｍａｔｏｌｏｇｙ， Ｖｏｌ．７７， １３−１７ （１９８１）から引用）、見掛けの屈折率をｎ（＝１．３７）とした際、距離Ｌを変化させたときの受光感度（＝受光強度）を検討した。その結果を、図１０（ｃ）に示す。

図１０（ｃ）から明らかなように、有機薄膜発光体２０と有機薄膜受光体３０が近接している場合（Ｌ＝０）は、受光感度はほとんど認められないが、距離Ｌが増大しＬ＝０．３ｍｍ付近で受光感度は０．２程度に、さらに距離Ｌを増大させていくと受光感度は急瞬に立ち上がり、距離Ｌ＝１．０ｍｍ近傍で最大感度を示すことがわかる。また、最大感度を示す距離Ｌを過ぎると、受光感度はゆるやかに減少し、距離Ｌ＝９．０ｍｍになると受光感度は認められなくなる。

有機薄膜発光体２０と有機薄膜受光体３０との距離Ｌが小さいとき（Ｌ＝０〜０．３ｍｍ）に受光感度が小さくなるのは、有機薄膜発光体２０から出射された光が皮膚組織内で散乱し、その散乱光路長が短すぎるため、受光感度レベルに至る反射光強度を発することができないためと考えられる。それ故、距離Ｌ＝０．３ｍｍ付近でやっと検知できるレベルになると考えられる。

一方、有機薄膜発光体２０と有機薄膜受光体３０との距離Ｌが大きくなり過ぎる（距離Ｌ＝９．０ｍｍ以上）と、皮膚組織内で光吸収・散乱される確率が大きくなり、その散乱光路長が長くなるため、受光感度が大きなレベル以下になってしまうと考えられる。なお、これは波長λ_１＝４５０ｎｍでの検討結果であるが、本発明で提示している３００ｎｍ≦λ_１＜６００ｎｍの範囲内においては、成立するものである。

したがって、有機薄膜発光体２０の有効発光部中心Ｏｅと有機薄膜受光体３０の有効受光部中心Ｏｐとの距離をＬとしたとき、その距離Ｌは、０ｍｍ＜Ｌ≦９．０ｍｍを満足させることにより、皮膚組織内の毛細動脈からの微弱反射光を感度よく検出できる。なお、実用面から受光感度は０．２以上が好ましく、その観点から距離Ｌは、図１０（ｃ）からも明らかなように、０．３ｍｍ≦Ｌ≦４．５ｍｍとすることがより望ましい。

特に脈拍センサとして利用する場合には、本第２実施形態のように同心円内または同心円上の配置が好ましい。

一般的に、有機薄膜発光体２０の有効発光部中心Ｏｅから出射された光は、手の平や指の皮膚組織内を透過・拡散し、毛細動脈（ヘモグロビン）にて吸収され、残りの光が反射光として有機薄膜受光体３０の有効受光部に入射することになる。有機薄膜発光体２０の有効発光部中心Ｏｅの位置が変化しないとすると、等方的な皮膚組織内からの反射光は、概ね、同心円状の同一距離の位置に空間分布することになる。それ故、有機薄膜受光体３０の有効受光部中心Ｏｐの位置は、Ｏｅを中心とする同心円上に、少なくとも１個配置することが望ましい。また、皮膚組織の平滑性やメラニン色素の部分的沈着などによる毛細動脈からの反射光の光路の変動も加味すると、Ｏｅを中心とする同心円上に有機薄膜受光体３０を複数個、配置されることが検出精度の点から好ましいのである。

図４（ｃ）〜（ｄ）は、本第２実施形態において、前述した光遮蔽体２５を備える場合の平面配置を示す図である。

図４（ｃ）〜（ｄ）に示すように、有機薄膜発光体２０と有機薄膜受光体３０との間に光遮蔽体２５を配置することができる。これにより前述のように有機薄膜発光体２０端部からの漏光による有機薄膜受光体３０の受光感度低下を防止することができる。

［第３実施形態］
図５（ａ）、（ｂ）は本発明の第３実施形態に係る有機薄膜受発光素子１０の説明に供する図である。

図５（ａ）、（ｂ）に示すように、有機薄膜受発光素子１０は、有機薄膜発光体２０の有効発光部中心を、Ｏｅを中心とする同心円上に、少なくとも一つの有機薄膜受光体３０の有効受光部中心をＯｐとしたとき、有効受光部の位置が、Ｏｅを中心とする同心円上に、少なくとも１個配置されたように構成している。これにより、有効発光部中心Ｏｅから出射された光が、被検体に照射され、被検体から拡散反射されてくるが、有効発光部中心Ｏｅから同一距離の位置（同心円上）に少なくとも１つ有機薄膜受光部があるので、拡散反射光を効率よく検知できる。

このようにした場合も、上述した第２実施形態と同様に、脈拍センサとして好ましいものとなる。

図５（ｃ）、（ｄ）は、本第３実施形態において、前述した光遮蔽体２５を備える場合の平面配置を示す図である。

図５（ｃ）、（ｄ）に示すように、有機薄膜発光体２０と有機薄膜受光体３０との間に光遮蔽体２５を配置することができる。これにより前述のように有機薄膜発光体２０端部からの漏光による有機薄膜受光体３０の受光感度低下を防止することができる。

［第４実施形態］
図６（ａ）は本発明の第４実施形態に係る有機薄膜受発光素子１０の説明に供する図である。

図６（ａ）に示すように、有機薄膜受発光素子１０は、前記有機薄膜受光体３０の位置が、Ｏｅを中心とする同心円状の全周全面に配置されるように構成している。これにより、被検体からの拡散反射光がどの方向へ出射されても、有効受光部が同心円状の全周全面に連続的に形成されているので、拡散反射光を効率よく捕捉できる。

したがって、このようにした場合も、上述した第２実施形態と同様に、脈拍センサとして好ましいものとなる。

図６（ｂ）は、本第４実施形態において、前述した光遮蔽体２５を備える場合の平面配置を示す図である。

図６（ｂ）に示すように、有機薄膜発光体２０と有機薄膜受光体３０との間に光遮蔽体２５を配置することができる。これにより前述のように有機薄膜発光体２０端部からの漏光による有機薄膜受光体３０の受光感度低下を防止することができる。

［第５実施形態］
［有機薄膜受発光素子アレイ７０］
図１１（ａ）〜（ｃ）は、本発明の第６実施形態に係る有機薄膜受発光素子アレイ７０の説明に供する図である。図１１（ａ）〜（ｃ）に示すように、有機薄膜受発光素子アレイ７０は、第１実施形態〜第４実施形態に係る有機薄膜受発光素子１０を一対とし、これを基板上に複数配置した構成としている。ここでは、いずれも光遮蔽体２５を付与したものを示すが、これに限定されるものではなく光遮蔽体２５を備えなくても良い。さらに、図１１（ａ）〜（ｃ）では、規則正しく配置したものであるが、これに限定されるものではなく任意の場所に配置しても良い。

図１１（ａ）は矩形状の有機薄膜受発光体１０からなる素子を複数配置したものであり、図１１（ｂ）は矩形状の有機薄膜発光体２０と円形状の有機薄膜受光体３０からなる素子を複数配置したものである。また、図１１（ｃ）は円形状の有機薄膜受発光体１０からなる素子を複数配置したものである。図１１（ａ）〜（ｃ）では、一対の有機薄膜受発光素子１０は一つの有機薄膜発光体２０と一つの有機薄膜受光体３０を備えているだけであるが、第１実施形態〜第４実施形態で示したように、一対の有機薄膜受発光素子１０は少なくとも一つの有機薄膜受光体３０を備えることができる。少なくとも一つの有機薄膜受光体３０を備えた有機薄膜受発光素子１０を複数配置した有機薄膜受発光素子アレイ７０にすることで、第１実施形態〜第４実施形態で示した効果をさらに上回る効果が得られ、広範囲、高精度の検出が可能である。

これにより、被検体の特定の部分に限らずに任意の部分、任意の大きさからの光をどこからでも容易かつ正確に検出することが可能となる。さらに、将来のフレキシブル化、ウェラブル化、ユビキタス化の観点から、被検体が固定されておらず、動いている状態においても、有機薄膜受発光素子アレイ７０が複数の有機薄膜発光体２０および有機薄膜受光体３０を有しているため、光を検出することが可能となる。

このように、一対の有機薄膜受発光素子１０を複数、基材上に配置した有機薄膜受発光素子アレイ７０とすることにより、例えば、手の平や指と接触した任意の部位からでも、脈拍変動を安定かつ高精度に検出できる。

［実施例］
以下、本実施に関わる有機薄膜受発光素子１０について、実施例に基づいて具体的に説明するが、例示した実施例により本発明は限定されるものではない。

図２（ｂ）に示した有機薄膜受発光素子１０を形成すべく、各層の材料として次のものを選択した。まず、２５０μｍ厚のポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルムを基材５として準備した。以下、一対の有機薄膜発光体２０と有機薄膜受光体３０の形成について、説明の都合上、別個に記載するが、同一プロセスで両素子を形成できることは言うまでもない。比較例に関しても同様である。

（実施例１〜実施例５）
（１）有機薄膜発光体２０
基材５上に、第１電極２１としてＭｇ／Ａｇを真空蒸着法にて１００ｎｍ厚に形成し、その第１電極２１上面に有機半導体発光層２４として、最大発光波長λ_１が４５５ｎｍであるポリフェニレンビニレン（ＰＰＶ）をキャスティング法で１００ｎｍ厚に形成した。その後、その有機半導体発光層２４上面に、第２電極２２として酸化インジウム錫（ＩＴＯ）を１００ｎｍ厚に形成して有機薄膜発光体２０を作成した。

（２）有機薄膜受光体３０
上記（１）で形成された有機薄膜発光体２０の有効発光部中心から距離Ｌだけ離した位置に有効受光部中心を配置するように、有機薄膜受光体３０を形成すべく、以下の要領で積層形成した。なお、距離Ｌは実施例１から実施例５に対応し、それぞれ、０．１ｍｍ、０．３ｍｍ、１．０ｍｍ、４．５ｍｍ、９．０ｍｍとした。

第１電極３１として、Ａｌを真空蒸着法にて１００ｎｍ厚に形成し、その第１電極３１上面に有機半導体受光層３４として、最大受光感度波長λ_２が４７５ｎｍであるポリ銅フタロシアニン（ＰＣｕＰｃ）を、キャスティング法で１００ｎｍ厚に形成した。その後、その有機半導体受光層３４上面に第２電極３２として酸化インジウム錫（ＩＴＯ）を１００ｎｍ厚に形成して有機薄膜受光体３０を形成した。

（実施例６）
（１）有機薄膜発光体２０
基材５上に、第１電極２１としてＭｇ／Ａｇを真空蒸着法にて１００ｎｍ厚に形成し、その第１電極２１上面に有機半導体発光層２４として、最大発光波長λ_１が４５５ｎｍであるポリパラフェニレンビニレン（ＰＰＶ）をキャスティング法で１００ｎｍ厚に形成した。その後、その有機半導体発光層２４上面に、第２電極２２として酸化インジウム錫（ＩＴＯ）を１００ｎｍ厚に形成して有機薄膜発光体２０を作成した。

（２）有機薄膜受光体３０
上記（１）で形成された有機薄膜発光体２０の有効発光部中心から距離Ｌ（＝１．０ｍｍ）だけ離した位置に有効受光部中心を配置するように、有機薄膜受光体３０を形成すべく、以下の要領で積層形成した。

第１電極３１として、Ａｌを真空蒸着法にて１００ｎｍ厚に形成し、その第１電極３１上面に有機半導体受光層３４として、最大受光感度波長λ_２が５２０ｎｍであるポリバナジルフタロシアニン（ＰＶｏＰｃ）を、キャスティング法で１００ｎｍ厚に形成した。その後、その有機半導体受光層３４上面に第２電極３２として酸化インジウム錫（ＩＴＯ）を１００ｎｍ厚に形成して有機薄膜受光体３０を形成した。

（実施例７）
（１）有機薄膜発光体２０
基材５上に、第１電極２１としてＭｇ／Ａｇを真空蒸着法にて１００ｎｍ厚に形成し、その第１電極２１上面に有機半導体発光層２４として、最大発光波長λ_１が４７５ｎｍであるポリフルオレン（ＰＦＯ）をキャスティング法で１００ｎｍ厚に形成した。その後、その有機半導体発光層２４上面に、第２電極２２として酸化インジウム錫（ＩＴＯ）を１００ｎｍ厚に形成して有機薄膜発光体２０を作成した。

（２）有機薄膜受光体３０
上記（１）で形成された有機薄膜発光体２０の有効発光部中心から距離Ｌ（＝１．２ｍｍ）だけ離した位置に有効受光部中心を配置するように、有機薄膜受光体３０を形成すべく、以下の要領で積層形成した。

第１電極３１として、Ａｌを真空蒸着法にて１００ｎｍ厚に形成し、その第１電極３１上面に有機半導体受光層３４として、最大受光感度波長λ_２が４７５ｎｍであるポリ銅フタロシアニン（ＰＣｕＰｃ）を、キャスティング法で１００ｎｍ厚に形成した。その後、その有機半導体受光層３４上面に第２電極３２として酸化インジウム錫（ＩＴＯ）を１００ｎｍ厚に形成して有機薄膜受光体３０を形成した。

（実施例８）
（１）有機薄膜発光体２０
基材５上に、第１電極２１としてＭｇ／Ａｇを真空蒸着法にて１００ｎｍ厚に形成し、その第１電極２１上面に有機半導体発光層２４として、最大発光波長λ_１が５２０ｎｍであるポリトリフェニルアミン（ＰＴＰＡ）をキャスティング法で１００ｎｍ厚に形成した。その後、その有機半導体発光層２４上面に、第２電極２２として酸化インジウム錫（ＩＴＯ）を１００ｎｍ厚に形成して有機薄膜発光体２０を作成した。

（２）有機薄膜受光体３０
上記（１）で形成された有機薄膜発光体２０の有効発光部中心から距離Ｌ（＝１．０ｍｍ）だけ離した位置に有効受光部中心を配置するように、有機薄膜受光体３０を形成すべく、以下の要領で積層形成した。

第１電極３１として、Ａｌを真空蒸着法にて１００ｎｍ厚に形成し、その第１電極３１上面に有機半導体受光層３４として、最大受光感度波長λ_２が５７０ｎｍであるポリペリレン（ＰＰｒ）を、キャスティング法で１００ｎｍ厚に形成した。その後、その有機半導体受光層３４上面に第２電極３２として酸化インジウム錫（ＩＴＯ）を１００ｎｍ厚に形成して有機薄膜受光体３０を形成した。

（比較例１）
（１）有機薄膜発光体２０
基材５上に、第１電極２１としてＭｇ／Ａｇを真空蒸着法にて１００ｎｍ厚に形成し、その第１電極２１上面に有機半導体発光層２４として、最大発光波長λ_１が４５５ｎｍであるポリパラフェニレンビニレン（ＰＰＶ）をキャスティング法で１００ｎｍ厚に形成した。その後、その有機半導体発光層２４上面に、第２電極２２として酸化インジウム錫（ＩＴＯ）を１００ｎｍ厚に形成して有機薄膜発光体２０を作成した。

（２）有機薄膜受光体３０
上記（１）で形成された有機薄膜発光体２０の有効発光部中心から距離Ｌ（＝１．０ｍｍ）だけ離した位置に有効受光部中心を配置するように、有機薄膜受光体３０を形成すべく、以下の要領で積層形成した。

第１電極３１として、Ａｌを真空蒸着法にて１００ｎｍ厚に形成し、その第１電極３１上面に有機半導体受光層３４として、最大受光感度波長λ_２が６３０ｎｍであるポリ鉛フタロシアニン（ＰＰｂＰｃ）を、キャスティング法で１００ｎｍ厚に形成した。その後、その有機半導体受光層３４上面に第２電極３２として酸化インジウム錫（ＩＴＯ）を１００ｎｍ厚に形成して有機薄膜受光体３０を形成した。

（比較例２）
（１）有機薄膜発光体２０
基材５上に、第１電極２１としてＭｇ／Ａｇを真空蒸着法にて１００ｎｍ厚に形成し、その第１電極２１上面に有機半導体発光層２４として、最大発光波長λ_１が４５５ｎｍであるポリパラフェニレンビニレン（ＰＰＶ）をキャスティング法で１００ｎｍ厚に形成した。その後、その有機半導体発光層２４上面に、第２電極２２として酸化インジウム錫（ＩＴＯ）を１００ｎｍ厚に形成して有機薄膜発光体２０を作成した。

（２）有機薄膜受光体３０
上記（１）で形成された有機薄膜発光体２０の有効発光部中心から距離Ｌ（＝１．０ｍｍ）だけ離した位置に有効受光部中心を配置するように、有機薄膜受光体３０を形成すべく、以下の要領で積層形成した。

第１電極３１として、Ａｌを真空蒸着法にて１００ｎｍ厚に形成し、その第１電極３１上面に有機半導体受光層３４として、最大受光感度波長λ_２が７１０ｎｍであるポリチタニルフタロシアニン（ＰＴｉＰｃ）を、キャスティング法で１００ｎｍ厚に形成した。その後、その有機半導体受光層３４上面に第２電極３２として酸化インジウム錫（ＩＴＯ）を１００ｎｍ厚に形成して有機薄膜受光体３０を形成した。

（比較例３）
（１）有機薄膜発光体２０
基材５上に、第１電極２１としてＭｇ／Ａｇを真空蒸着法にて１００ｎｍ厚に形成し、その第１電極２１上面に有機半導体発光層２４として、最大発光波長λ_１が４５５ｎｍであるポリパラフェニレンビニレン（ＰＰＶ）をキャスティング法で１００ｎｍ厚に形成した。その後、その有機半導体発光層２４上面に、第２電極２２として酸化インジウム錫（ＩＴＯ）を１００ｎｍ厚に形成して有機薄膜発光体２０を作成した。

（２）有機薄膜受光体３０
上記（１）で形成された有機薄膜発光体２０の有効発光部中心から距離Ｌ（＝１０．０ｍｍ）だけ離した位置に有効受光部中心を配置するように、有機薄膜受光体３０を形成すべく、以下の要領で積層形成した。

第１電極３１として、Ａｌを真空蒸着法にて１００ｎｍ厚に形成し、その第１電極３１上面に有機半導体受光層３４として、最大受光感度波長λ_２が４７５ｎｍであるポリ銅フタロシアニン（ＰＣｕＰｃ）を、キャスティング法で１００ｎｍ厚に形成した。その後、その有機半導体受光層３４上面に第２電極３２として酸化インジウム錫（ＩＴＯ）を１００ｎｍ厚に形成して有機薄膜受光体３０を形成した。

（比較例４）
（１）有機薄膜発光体２０
基材５上に、第１電極２１としてＭｇ／Ａｇを真空蒸着法にて１００ｎｍ厚に形成し、その第１電極２１上面に有機半導体発光層２４として、最大発光波長λ_１が４７５ｎｍであるポリフルオレン（ＰＦＯ）をキャスティング法で１００ｎｍ厚に形成した。その後、その有機半導体発光層２４上面に、第２電極２２として酸化インジウム錫（ＩＴＯ）を１００ｎｍ厚に形成して有機薄膜発光体２０を作成した。

（２）有機薄膜受光体３０
上記（１）で形成された有機薄膜発光体２０の有効発光部中心から距離Ｌ（＝１１．０ｍｍ）だけ離した位置に有効受光部中心を配置するように、有機薄膜受光体３０を形成すべく、以下の要領で積層形成した。

第１電極３１として、Ａｌを真空蒸着法にて１００ｎｍ厚に形成し、その第１電極３１上面に有機半導体受光層３４として、最大受光感度波長λ_２が４７５ｎｍであるポリ銅フタロシアニン（ＰＣｕＰｃ）を、キャスティング法で１００ｎｍ厚に形成した。その後、その有機半導体受光層３４上面に第２電極３２として酸化インジウム錫（ＩＴＯ）を１００ｎｍ厚に形成して有機薄膜受光体３０を形成した。

［評価］
人差し指の根元と第一関節の間の腹部に有機薄膜受発光素子１０を固定し、測定は晴天下の屋外で実施した。作成した有機薄膜受発光素子１０に関し、次の２特性を評価した。

（ｉ）毛細動脈からの反射光強度（受光感度）
有機薄膜受発光素子１０を人差し指の根元と第一間接の間に設置し、その有機薄膜発光体２０から光を皮膚内毛細動脈に出射し、その皮膚内毛細動脈からの微弱反射光を有機薄膜受光体３０で検出し、その受光感度を測定した。なお、各実施例、比較例とも、印加電圧を適宜調整することにより、有機薄膜発光体２０からの光の発光輝度を１，０００ｃｄ／ｍ^２一定とした。実施例７の受光感度を１として、その他の受光感度を相対値として示す。

（ii）人差し指での太陽光透過による光電流の有無
有機薄膜発光体２０に電圧を印加せずに、機能をＯＦＦにしたままで、人差し指を光透過してくる太陽光の有無を有機薄膜受光体３０で検出し、その受光レベルの有無を測定した。受光レベルの有無とは、有機薄膜受光体３０内部で光誘起電流が発生し、その光誘起電流を外部の電流計で測定できるか否かを示している。そして、その電流計が０、つまり電流計で電流を測定できない時を、受光レベルが無とした。

以下の実施例、及び比較例の測定も同様である。これら結果をまとめて表１に記載する。

本発明は、有機薄膜受発光素子１０の有機薄膜発光体２０として、最大発光波長λ_１が３００ｎｍ≦λ_１＜６００ｎｍである有機半導体材料を利用し、有機薄膜受発光素子１０の有機薄膜受光体として最大受光感度波長λ_２が３００ｎｍ≦λ_２＜６００ｎｍである有機半導体材料を利用している。このため、無機半導体材料よりも、光の出力が高く、フレキシブル性を有し、外光下でも微弱光を検出することができる。つまり、コストが安価で、適応能力に優れ、高出力、高感度である有機薄膜受発光素子１０に好適である。

本発明の第１実施形態に係る有機薄膜受発光素子を示す概要図である。 （ａ）本発明の第１実施形態に係る有機薄膜受発光素子が備える有機薄膜発光体および有機薄膜受光体を示す断面図である。（ｂ）本発明の第１実施形態に係る有機薄膜受発光素子が備える有機薄膜発光体および有機薄膜受光体を示す断面図である（有機薄膜発光体と有機薄膜受光体との間に光遮蔽体がある場合）。 （ａ）本発明に係る有機薄膜受発光素子の有機薄膜発光体に用いられる代表的な材料例のポリフェニレンビニレン材料（ＰＰＶ）の発光スペクトル図である。（ｂ）本発明に係る有機薄膜受発光素子の有機薄膜受光体に用いられる代表的な材料例のポリ銅フタロシアニン材料（ＰＣｕＰｃ）の受光感度スペクトル図である。（ｃ）本発明に係る有機薄膜受発光素子の有機薄膜受光体に用いられる代表的な材料例のポリペリレン材料（ＰＰｒ）の受光感度スペクトル図である。 （ａ）、（ｂ）本発明の第２実施形態に係る有機薄膜受発光素子を示す概要図である。（ｃ）、（ｄ）本発明の第２実施形態に係る有機薄膜受発光素子を示す概要図である（有機薄膜発光体と有機薄膜受光体との間に光遮蔽体がある場合）。 （ａ）、（ｂ）本発明の第３実施形態に係る有機薄膜受発光素子を示す概要図である。（ｃ）、（ｄ）本発明の第３実施形態に係る有機薄膜受発光素子を示す概要図である（有機薄膜発光体と有機薄膜受光体との間に光遮蔽体がある場合）。 （ａ）本発明の第４実施形態に係る有機薄膜受発光素子が備える有機薄膜発光体の有効発光部中心と有機薄膜受光体の有効受光部中心との距離を示す概要図である。（ｂ）本発明の第４実施形態に係る有機薄膜受発光素子を示す概要図である（有機薄膜発光体と有機薄膜受光体との間に光遮蔽体がある場合）。 本発明の実施形態に係る脈拍センサを説明する概略図である。 皮膚組織における入射光進入深さと光透過率との関係を示す説明図である。（ｂ）皮膚組織における入射光進入深さと光透過率との関係を示す説明図である。 本発明の実施形態に係る車両が備えるステアリングを説明する概略図である。 （ａ）本発明の第２実施形態に係る有機薄膜受発光素子が備える有機薄膜発光体の有効発光部中心と有機薄膜受光体の有効受光部中心との距離を示す概要図である。（ｂ）本発明の第２実施形態に係る有機薄膜受発光素子を用いた光の経路を示す概要図である。（ｃ）本発明の第２実施形態に係る有機薄膜受発光素子が備える有機薄膜発光体の有効発光部中心と有機薄膜受光体の有効受光部中心との距離と受光感度の関係を示す図である。 （ａ）本発明の第５実施形態に係る有機薄膜受発光素子アレイを示す概要図である（有機薄膜発光体および有機薄膜受光体の形状が、いずれも矩形である場合）。（ｂ）本発明の第５実施形態に係る有機薄膜受発光素子アレイを示す概要図である（有機薄膜発光体の形状が矩形、有機薄膜受光体の形状が円形である場合）。（ｃ）本発明の第５実施形態に係る有機薄膜受発光素子アレイを示す概要図である（有機薄膜発光体および有機薄膜受光体の形状が、いずれも円形である場合）。

符号の説明

５ 基材、
１０ 有機薄膜受発光素子、
２０ 有機薄膜発光体、
２５ 光遮蔽体、
３０ 有機薄膜受光体、
４０ 被検体、
４５ 生体、
５０ 脈拍センサ、
６０ 車両のステアリングホイール、
７０ 有機薄膜受発光素子アレイ。

Claims (10)

1. 可とう性を有する一つの基材上に、
   有機半導体材料からなり最大発光波長が３００ｎｍ以上６００ｎｍ未満の範囲にある光を発する有機薄膜発光体と、
   有機半導体材料からなり最大受光感度波長が３００ｎｍ以上６００ｎｍ未満の範囲にある有機薄膜受光体と、
   を有する特徴とする有機薄膜受発光素子。
2. 前記有機薄膜受光体は、その受光部の中心が、前記有機薄膜発光体の発光部の中心を中心とする所定の大きさを有する同心円の領域内に位置するように、少なくとも１個配置されていることを特徴とする請求項１に記載の有機薄膜受発光素子。
3. 前記有機薄膜受光体は、その受光部の中心が、前記有機薄膜発光体の発光部の中心を中心とする所定の大きさを有する同心円上に位置するように、少なくとも１個配置されていることを特徴とする請求項１に記載の有機薄膜受発光素子。
4. 前記有機薄膜受光体は、前記有機薄膜発光体の全周を取り囲むように複数配置されていることを特徴とする請求項２または３に記載の有機薄膜受発光素子。
5. 前記発光部の中心と前記同心円との間の距離は、０ｍｍより大きく９ｍｍ以下であることを特徴とする請求項２〜４のいずれか１項に記載の有機薄膜受発光素子。
6. 前記有機薄膜発光体は、ポリフェニレン誘導体、ポリフルオレン誘導体、トリフェニルアミン誘導体およびベンジジン誘導体から選択されたいずれか一つであることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の有機薄膜受発光素子。
7. 前記有機薄膜受光体は、フタロシアニン誘導体、ナフタロシアニン系およびペリレン誘導体から選択されたいずれか一つであることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の有機薄膜受発光素子。
8. 請求項１〜７のいずれか１項に記載の有機薄膜受発光素子２つを一対として基材上に複数対配置したことを特徴とする有機薄膜受発光素子アレイ。
9. 請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の有機薄膜受発光素子、または請求項８に記載の有機薄膜受発光素子アレイを有し、
   有機薄膜発光体から生体に照射された光の振動を有機薄膜受光体によって検出して生体の脈拍を測定することを特徴とする脈拍センサ。
10. 請求項９に記載の脈拍センサをステアリングホイールの表面形状に沿って配設したことを特徴とする車両。

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