(57)【要約】  実施形態に係る発光素子は、光透過性の基板と、第１電極と、光透過性の第２電極と、発光層と、を含む。第２電極は、基板の一部と第１電極との間に設けられている。発光層は、第１電極と第２電極との間に設けられている。基板は、第１領域と、第２領域と、を含む。第１領域は、第２電極から第１電極に向かう第１方向において、発光層の少なくとも一部と重なっている。第２領域は、第１方向に対して垂直な面に沿って、第１領域の周りに設けられている。基板は、第２領域の少なくとも一部に設けられた開口を有する。
2016166864.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光透過性の基板と、
第１電極と、
前記基板の一部と前記第１電極との間に設けられた光透過性の第２電極と、
前記第１電極と前記第２電極との間に設けられた発光層と、
を備え、
前記基板は、
前記第２電極から前記第１電極に向かう第１方向において、前記発光層の少なくとも一部と重なる第１領域と、
前記第１方向に対して垂直な面に沿って、前記第１領域の周りに設けられた第２領域と、
を含み、
前記基板は、前記第２領域の少なくとも一部に設けられた開口を有する発光素子。
【請求項２】
前記開口の少なくとも一部は、前記第１領域と前記第２領域との境界に沿う請求項１記載の発光素子。
【請求項３】
前記開口は、前記第１方向に対して垂直な前記面に沿って、前記第１領域を囲む請求項１記載の発光素子。
【請求項４】
前記基板は、複数の前記開口を有し、
前記複数の前記開口は、前記第１方向に対して垂直な前記面に沿って、前記第１領域の周りに設けられた請求項１記載の発光素子。
【請求項５】
前記基板は、前記第１電極側の第１面を有し、
前記基板の一部は、前記開口と前記第１面との間に設けられた請求項１記載の発光素子。
【請求項６】
前記基板は、前記第１電極側の第１面と、前記第１面と反対側の第２面と、を有し、
前記基板の一部は、前記開口と前記第２面との間に設けられた請求項１記載の発光素子。
【請求項７】
前記開口は、前記第１方向に沿って前記基板を貫通している請求項１記載の発光素子。
【請求項８】
光透過性の第１層をさらに備え、
前記第１層の少なくとも一部は、前記基板の少なくとも一部と前記第１電極との間に設けられ、
前記第１層は、前記第１層に入射した光の進行方向を変更可能である請求項１記載の発光素子。
【請求項９】
前記第１層は、前記第１層に入射した光を散乱させる請求項８記載の発光素子。
【請求項１０】
前記第１層は、複数の粒子を含み、前記複数の粒子の少なくともいずれかの径は、前記発光層から放射される光のピーク波長の１／１０よりも大きい請求項８記載の発光素子。
【請求項１１】
前記第１層は、第１部分と、第２部分と、を含み、
前記第１部分は、前記第１方向に対して垂直な前記面に沿って前記第２部分の周りに設けられ、
前記第２部分の屈折率は、前記第１部分の屈折率よりも小さい請求項８記載の発光素子。
【請求項１２】
前記発光層は、有機物および有機化合物の少なくともいずれかを含む請求項１記載の発光素子。
【請求項１３】
前記発光層は、前記第１方向において前記第１電極と前記第２電極との間に位置する発光領域を含み、
前記基板の第１方向における厚さＴと、
前記発光領域と前記開口との間の、前記第１方向に対して垂直な第２方向における距離Ｄと、
前記基板の屈折率ｎと、は、
Ｄ≦Ｔ／ｔａｎθ、かつθ＝ａｒｃｔａｎ（１／ｎ）を満たす請求項１記載の発光素子。
【請求項１４】
Ｄ≦Ｔ／２ｔａｎθを満たす請求項１３記載の発光素子。
【請求項１５】
封止部をさらに備え、
前記発光層は、前記第１方向において前記前記封止部の一部と前記基板の一部との間に設けられ、
前記発光層は、前記第１方向に対して垂直な前記面に沿って、前記封止部に囲まれた請求項１記載の発光素子。
【請求項１６】
請求項１に記載の前記発光素子と、
前記発光素子から放射された光を検出する光検出器と、
を備えた検出装置。
【請求項１７】
前記光検出器の少なくとも一部は、前記第１方向において、前記発光素子の少なくとも一部と重なる請求項１６記載の検出装置。
【請求項１８】
前記光検出器の少なくとも一部は、前記第１方向に対して垂直な第２方向において、前記発光素子の少なくとも一部と重なる請求項１６記載の検出装置。
【請求項１９】
請求項１６記載の前記検出装置と、
前記検出装置において検出された信号を受信し、前記信号を処理する処理部と、
を備えた処理装置。
【請求項２０】
光透過性の基板と、
第１電極と、
前記基板の一部と前記第１電極との間に設けられた光透過性の第２電極と、
前記第１電極と前記第２電極との間に設けられた発光層と、
を備え、
前記基板は、
前記第２電極から前記第１電極に向かう第１方向において、前記発光層の少なくとも一部と重なる第１領域と、
前記第１方向に対して垂直な面に沿って、前記第１領域の周りの少なくとも一部に設けられた第２領域と、
を含み、
前記第２領域の前記第１方向における厚さは、前記第１領域の前記第１方向における厚さよりも薄い発光素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、発光素子、検出装置、および処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
発光素子を利用した検出装置がある。例えば、発光素子から放射された光を生体に照射することで、生体信号を検出する検出装置がある。出力される信号が微弱な脈波の検出に適した発光素子の開発が望まれている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−２２９１８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
実施形態に係る発明は、微弱な信号の検出に適した発光素子、検出装置、および処理装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
実施形態に係る発光素子は、光透過性の基板と、第１電極と、光透過性の第２電極と、発光層と、を含む。第２電極は、基板の一部と第１電極との間に設けられている。発光層は、第１電極と第２電極との間に設けられている。基板は、第１領域と、第２領域と、を含む。第１領域は、第２電極から第１電極に向かう第１方向において、発光層の少なくとも一部と重なっている。第２領域は、第１方向に対して垂直な面に沿って、第１領域の周りに設けられている。基板は、第２領域の少なくとも一部に設けられた開口を有する。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】第１実施形態に係る発光素子の一例を表す模式底面図。
【図２】図１のＡ−Ａ´断面を表す模式断面図。
【図３】図３（ａ）及び図３（ｂ）は、発光素子における光路の一例を表す模式図。
【図４】第１実施形態に係る発光素子の他の一例を表す模式断面図。
【図５】図５（ａ）〜図５（ｃ）は、第１実施形態に係る発光素子の一部を例示する模式断面図。
【図６】図６（ａ）〜図６（ｄ）は、第１実施形態に係る発光素子の一部を例示する模式断面図。
【図７】図７（ａ）及び図７（ｂ）は、第１実施形態に係る発光素子の他の一例を表す模式断面図。
【図８】図８（ａ）及び図８（ｂ）は、第１実施形態に係る発光素子の他の一例を表す模式断面図。
【図９】図９（ａ）及び図９（ｂ）は、第１実施形態に係る発光素子についてのシミュレーション結果を表す図。
【図１０】図１０（ａ）及び図１０（ｂ）は、第１実施形態に係る発光素子についての他のシミュレーション結果を表す図。
【図１１】図１１（ａ）及び図１１（ｂ）は、第１実施形態に係る発光素子の他の一例を表す模式底面図。
【図１２】図１２（ａ）及び図１２（ｂ）は、第１実施形態に係る発光素子の他の一例を表す模式底面図。
【図１３】図１３（ａ）及び図１３（ｂ）は、第１実施形態に係る発光素子の他の一例を表す模式図。
【図１４】図１４（ａ）及び１４（ｂ）は、第１実施形態に係る発光素子の他の一例を表す模式図。
【図１５】第２実施形態に係る発光素子の一例を表す模式平面図。
【図１６】図１５のＡ−Ａ´断面を表す模式断面図。
【図１７】図１７（ａ）及び図１７（ｂ）は、第３実施形態に係る発光素子の一例を表す模式図。
【図１８】図１８（ａ）及び図１８（ｂ）は、第３実施形態に係る発光素子の他の一例を表す模式断面図。
【図１９】図１９（ａ）及び図１９（ｂ）は、第４実施形態に係る発光素子の一例を表す模式図。
【図２０】図２０（ａ）及び図２０（ｂ）は、第５実施形態に係る検出装置の一例を表す模式断面図。
【図２１】実施形態に係る発光素子を含む処理装置の一例を表す模式図。
【図２２】実施形態に係る発光素子を含む処理装置の一例を表す模式図。
【図２３】図２３（ａ）及び図２３（ｂ）は、実施形態に係る発光素子を用いて脈波を測定している様子を表す模式図。
【図２４】図２４（ａ）〜図２４（ｃ）は、実施形態に係る発光素子を用いて脈波を測定している様子を表す模式図。
【図２５】図２５（ａ）〜図２５（ｃ）は、実施形態に係る発光素子を用いて脈波を測定している様子を表す模式図。
【図２６】図２６（ａ）及び図２６（ｂ）は、実施形態に係る発光素子を用いて脈波を測定している様子を表す模式図。
【図２７】図２７（ａ）〜図２７（ｃ）は、実施形態に係る発光素子を含む処理装置を表す模式図。
【図２８】図２８（ａ）〜図２８（ｅ）は、実施形態に係る発光素子を含む処理装置の用途を例示する模式図。
【図２９】図２８に表される処理装置を用いたシステムを例示する模式図。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
以下に、本発明の各実施形態について図面を参照しつつ説明する。  
なお、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。また、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。  
また、本願明細書と各図において、既に説明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。
【０００８】
（第１実施形態）
図１は、第１実施形態に係る発光素子の一例を表す模式底面図である。  
図２は、図１のＡ−Ａ´断面を表す模式断面図である。
【０００９】
図１および図２に表されるように、発光素子１００は、基板１、第１層１１、第２電極３２、発光層４１、および第１電極３１を含む。発光素子１００は、例えば、脈波などの生体信号を検出するために用いられる。  
第２電極３２から第１電極３１に向かう方向を第１方向とする。第１方向は、例えば、Ｚ方向である。第１方向に対して垂直であり、互いに垂直な２つの方向を、それぞれ第２方向および第３方向とする。例えば、第２方向はＸ方向であり、第３方向はＹ方向である。
【００１０】
図１に表されるように、基板１は、第１領域Ｒ１および第２領域Ｒ２を含む。第１領域Ｒ１は、第１方向において、発光領域４１ａと重なっている。発光領域４１ａは、発光層４１の少なくとも一部の領域である。発光領域４１ａは、第１方向において第１電極３１と第２電極３２との間に位置する。第２領域Ｒ２は、第１方向に対して垂直な面に沿って、第１領域Ｒ１の周りに設けられている。
【００１１】
基板１は、開口ＯＰ１を有する。開口ＯＰ１は、第２領域Ｒ２に設けられている。図１および図２に表される例では、基板１に複数の開口ＯＰ１が設けられている。複数の開口ＯＰ１のいずれかの一部が、第１領域Ｒ１に設けられていてもよい。複数の開口ＯＰ１の少なくとも１つは、第１領域Ｒ１と第２領域Ｒ２との境界に沿って設けられている。
【００１２】
複数の開口ＯＰ１の少なくとも１つは、例えば、溝である。図１および図２に表される例において、基板１は、第２方向に沿って延びる少なくとも１つの溝と、第３方向に沿って延びる少なくとも１つの溝と、を有する。
【００１３】
図２に表されるように、基板１は、第１面Ｓ１、第２面Ｓ２、および第３面Ｓ３を有する。第１面Ｓ１〜第３面Ｓ３は、第１方向に対して垂直な面に沿っている。第１面Ｓ１は、基板１の第１電極３１側の面である。第２面Ｓ２は、第１面Ｓ１と反対側の面である。第３面Ｓ３は、開口ＯＰ１に面している。第３面Ｓ３の第１方向における位置は、第２面Ｓ２の第１方向における位置と、第１面Ｓ１の第１方向における位置と、の間にある。
【００１４】
開口ＯＰ１は、第２面Ｓ２に設けられている。例えば、開口ＯＰ１と第１面Ｓ１との間に、基板１の一部が位置している。
【００１５】
第１層１１の少なくとも一部は、第１方向において、基板１の少なくとも一部と、第１電極３１と、の間に設けられている。第１層１１は、第１層１１に入射した光の進行方向を、第１層１１の層内において変更可能である。第１層１１は必要に応じて設けられ、省略しても良い。実施形態において、第１層１１を設けることが好ましい。これにより、例えば、基板１から外部へ効率的に光を放射させることができる。
【００１６】
第２電極３２は、第１方向において、基板１の少なくとも一部と、第１電極３１と、の間に設けられている。発光層４１は、第１方向において、第１電極３１と第２電極３２との間に設けられている。
【００１７】
発光層４１に、第１電極３１および第２電極３２からキャリアが注入されることで、発光層４１から光が放射される。発光層４１は、例えば、有機物を含む。有機物を含む発光層が用いられた発光素子から放射される光は、無機化合物を含む発光層が用いられた発光素子から放射される光に比べて、ノイズが小さい。このため、有機物を含む発光層が用いられた発光素子から放射される光は、脈波などの、出力される信号が微小な検出対象を検出する用途に適している。
【００１８】
基板１、第１層１１、および第２電極３２は、例えば、発光層４１から放射された光を透過する。基板１、第１層１１、および第２電極３２は、光透過性である。第１電極３１は光反射性を有する。第１電極３１は、発光層４１から放射された光を反射する。第１電極３１の反射率は、基板１の反射率よりも高く、第１層１１の反射率よりも高く、かつ第２電極３２の反射率よりも高い。
【００１９】
図３（ａ）及び図３（ｂ）は、発光素子における光路の一例を表す模式図である。  
図３（ａ）は、参考例に係る発光素子１９０における光路の一例を表している。図３（ｂ）は、第１実施形態に係る発光素子１００における光路の一例を表している。
【００２０】
発光素子１９０において、発光層４１から放射された光４１１は、例えば、第１層１１を通り、基板１に入射する。光４１１は、基板１の第２面Ｓ２で反射され、基板１の内部をその面内方向に進む。光４１１は、基板１の側面で反射された後、第１層１１で散乱される。第１層１１で散乱されることで、光４１１の進行方向が変更され、光４１１は基板１の第２面Ｓ２から外部に出る。
【００２１】
一方、発光素子１００において、発光層４１から放射された光４１２は、例えば、第１層１１を通り、基板１に入射する。光４１１は、基板１と開口ＯＰ１との境界面で反射され、基板１の第２面Ｓ２から外部に出る。
【００２２】
または、発光素子１００において、発光層４１から放射された光４１３は、基板１に入射し、基板１と開口ＯＰ１との境界面および第２面Ｓ２で反射されたあと、第１層１１に入射する。第１層１１で散乱されることで光４１３の進行方向が変更され、光４１３は基板１の第２面Ｓ２から外部へ出る。
【００２３】
図３（ｂ）に表されるように、第２領域Ｒ２の少なくとも一部に開口ＯＰ１を設けることで、発光層４１から放射された光が、基板１の内部を進む距離を短くすることができる。基板１の内部において光が進む距離を短くすることで、基板１における光の吸収が低減される。このため、基板１から外部へ放射される光の量を増加させることが可能となる。さらに、このような構成を採用することで、発光領域４１ａと第１方向において重なる空間に放射される光の量を増加させることができる。本実施形態によれば、特定の領域に光を照射することが望まれる脈波などの生体信号の検出の用途に適した発光素子が提供される。
【００２４】
図１および図２に表される例において、開口ＯＰ１は、基板１の第２面Ｓ２に設けられている。このような構成を採用することで、発光領域４１ａと第１方向において重なる空間に放射される光の量を増加させつつ、基板１の第１面Ｓ１の上に、第１電極３１および第２電極３２のコンタクト構造を容易に形成することが可能となる。
【００２５】
実施形態において、基板１の側面に達した光は、例えば、光４１２のように、この側面で反射され、その進行方向が基板１の内側に向けて変更される。これにより、例えば、光が基板１の第２面Ｓ２から外部へ効率良く放射される。このためには、側面への光の入射角θ、厚さＴ１、および距離Ｄ１が、以下の式（１）を満たすことが望ましい。
2016166864.tif 000003
【００２６】
厚さＴ１は、基板１の第１方向における厚さである。距離Ｄ１は、発光領域４１ａと開口ＯＰ１との間の第２方向における距離である。例えば、距離Ｄ１は、第１領域Ｒ１と開口ＯＰ１との間の第２方向における距離と等しい。
【００２７】
全反射を起こす臨界角は、基板１の屈折率ｎによって決定される。臨界角よりも小さい角度で基板１の側面に入射する光は、基板１の側面から外部に出てしまう。このため、式（１）においてθの最小角は臨界角である。式（１）は、臨界角θｃを用いて、以下の式（２）のように表される。
2016166864.tif 000004
【００２８】
例えば、厚さＴ１および距離Ｄ１は、次の関係を満たすことが望ましい。これにより、発光領域４１ａから放射された光のうちの、外部へ出る光の割合を向上させることができる。
2016166864.tif 000005
【００２９】
基板１の側面で反射された光は、光４１３のように、第１層１１に入射してその進行方向が変更されることが、より望ましい。このため、発光領域４１ａの端部から放射された光の、側面への入射角θ、厚さＴ１および距離Ｄ１が、以下の式（４）を満たすことが、より望ましい。
2016166864.tif 000006
【００３０】
臨界角よりも小さい角度で基板１の側面に入射する光は、基板１の外部に出てしまう。このため、式（４）においてθの最小角は臨界角である。式（４）は、臨界角θｃを用いて、以下の式（５）のように表される。
2016166864.tif 000007
【００３１】
例えば、厚さＴ１および距離Ｄ１は次の関係を満たすことが、より望ましい。これにより、発光領域４１ａから放射された光のうちの、外部へ出る光の割合を、向上させることができる。
2016166864.tif 000008
【００３２】
各要素の例を説明する。  
基板１は、例えば、ガラスを含む。基板１の屈折率は、例えば、１．４以上２．２以下である。基板１の第１方向に沿った厚さＴ１は、例えば、０．０５〜２．０ｍｍである。
【００３３】
第１電極３１は、例えば、アルミニウム、銀、および金の少なくともいずれかを含む。第１電極３１は、例えば、マグネシウムと銀の合金を含む。
第２電極３２は、例えば、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ）を含む。第２電極３２は、例えば、ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳなどの導電性ポリマーを含んでもよい。第２電極３２は、例えば、金属（例えば、アルミ二ウム及び銀の少なくともいずれかを含む）を含んでもよい。第２電極３２に金属が用いられる場合、第２電極３２の厚さは、５〜２０ｎｍであることが好ましい。
【００３４】
発光層４１は、例えば、Ａｌｑ３（トリス(８−ヒドロキシキノリノラト)アルミニウム）、Ｆ８ＢＴ（ポリ(9,9-ジオクチルフルオレン-ｃｏ-ベンゾチアジアゾール）、およびＰＰＶ（ポリパラフェニレンビニレン）の少なくともいずれかを含む。
【００３５】
または、発光層４１は、ホスト材料と、ドーパント材料と、を含んでいてもよい。ホスト材料は、例えば、ＣＢＰ（4,4'−N,N'-ビスジカルバゾリルール−ビフェニル）、ＢＣＰ（2,9−ジメチル-4,7ジフェニル−1,10−フェナントロリン）、ＴＰＤ（2,9−ジメチル-4,7ジフェニル−1,10−フェナントロリン）、ＰＶＫ（ポリビニルカルバゾール）、およびＰＰＴ（ポリ（３−フェニルチオフェン））の少なくともいずれかを含む。ドーパント材料は、例えば、Ｆｌｒｐｉｃ（イリジウム(III)ビス(4,6-ジ-フルオロフェニル)-ピ.リジネート-N,C2'-ピコリネート）、Ｉｒ（ｐｐｙ）３（トリス(２−フェニルピリジン)イリジウム）、およびＦｌｒ６（ビス（２，４−ジフルオロフェニルピリジナト）−テトラキス（１−ピラゾリル）ボラート−イリジウム（ＩＩＩ））の少なくともいずれかを含む。
【００３６】
発光層４１から放射される光は、例えば、可視光である。例えば、発光層４１から放射される光は、赤色、橙色、黄色、緑色、および青色のいずれかの光、または、これらを組み合わせた光である。発光層４１から放射される光は、紫外光または赤外光でもよい。
【００３７】
第１方向に対して垂直な面における、第１電極３１の形状、発光層４１の形状、および第２電極３２の形状は、例えば、多角形（角部が曲線でも良い）または、円形（扁平円を含む）である。これらの形状は、任意である。
【００３８】
図４は、第１実施形態に係る発光素子の他の一例を表す模式断面図である。図４に表される発光素子１０１のように、第１電極３１と発光層４１との間に、第３層４３が設けられ、第２電極３２と発光層４１との間に、第４層４４が設けられていてもよい。
【００３９】
第３層４３は、例えば、電子注入層として機能する。第３層４３は、電子輸送層として機能してもよい。または、第３層４３は、電子注入層として機能する層と、電子輸送層として機能する層と、を含んでいてもよい。
【００４０】
第３層４３は、例えば、Ａｌｑ３、ＢＡｌｑ、ＰＯＰｙ２、Ｂｐｈｅｎ、及び３ＴＰＹＭＢの少なくともいずれかを含む。この場合、例えば、第３層４３は電子輸送層として機能する。
第３層４３は、例えば、ＬｉＦ、ＣｓＦ、Ｂａ及びＣａの少なくともいずれかを含む。この場合、第３層４３は、例えば、電子注入層として機能する。
【００４１】
第４層４４は、例えば、正孔注入層として機能する。第４層４４は、正孔輸送層として機能してもよい。または、第４層４４は、正孔注入層として機能する層と、正孔輸送層として機能する層と、を含んでいてもよい。
【００４２】
第４層４４は、例えば、α−ＮＰＤ、ＴＡＰＣ、ｍ−ＭＴＤＡＴＡ、ＴＰＤ、及びＴＣＴＡを含む。この場合、例えば、第４層４４は正孔輸送層として機能する。
第４層４４の材料は、例えば、ＰＥＤＰＯＴ：ＰＰＳ、ＣｕＰｃ及びＭｏＯ３の少なくともいずれかを含む。この場合、例えば、第４層４４は正孔注入層して機能する。
【００４３】
図５（ａ）〜図５（ｃ）および図６（ａ）〜図６（ｄ）は、実施形態に係る発光素子の一部を例示する模式断面図である。  
図５（ａ）〜図５（ｃ）は、第１層１１を例示している。これらの図に表される例において、第１層１１に入射した光の少なくとも一部は、第１層１１において散乱される。図６（ａ）〜図６（ｄ）に表される例において、第１層１１に入射した光の少なくとも一部は、第１層１１において屈折する。
【００４４】
図５（ａ）〜図５（ｃ）に表されるように、第１層１１は、例えば、支持部１２１と、複数の粒子１２２と、を含む。支持部１２１は、例えば、第１方向に対して垂直な第１面に沿って広がっている。
【００４５】
図５（ａ）に表される例において、複数の粒子１２２は互いに分離して設けられる。支持部１２１は、複数の粒子１２２のそれぞれの周りに設けられている。図５（ｂ）に表される例では、複数の粒子１２２の少なくとも一部が、互いに接して設けられ、支持部１２１は、複数の粒子１２２のそれぞれの周りに設けられている。
【００４６】
図５（ｃ）に表される例では、複数の粒子１２２の一部が、支持部１２１の外部へ露出している。支持部１２１は、複数の粒子１２２のそれぞれの少なくとも一部の周りに設けられている。支持部１２１の一部は、支持部１２１の外部へ露出した粒子１２２の一部の周りに設けられている。支持部１２１の他の一部は、複数の粒子１２２の他の一部の周りに設けられている。
【００４７】
支持部１２１は、例えば、樹脂およびポリマーの少なくともいずれかを含む。ポリマーは、例えば、ポリシロキサン、ポリイミド、またはポリメタクリル酸メチルなどを含む。複数の粒子１２２の少なくともいずれかは、例えば、シリカ、ポリスチレン、酸化ジルコニウム、および酸化チタンの少なくともいずれかを含む。粒子１２２に代えて、空孔が設けられていてもよい。
【００４８】
支持部１２１の屈折率と、複数の粒子１２２の少なくともいずれかの屈折率と、の差の絶対値は、０．１以上であることが望ましい。より望ましくは、これらの屈折率の差の絶対値は、０．２以上である。これらの屈折率の差の絶対値を０．１以上にすることで、例えば、第１層１１に入射した光に対する高い散乱性が得られる。屈折率の差が大きいと、粒子１２２による散乱性が高くなる。屈折率の差が大きいと、粒子１２２の密度が低い場合でも、高い散乱性を得やすい。
【００４９】
粒子１２２の粒径は、例えば、最大で１００μｍでありうる。第１層１１をスピンコート法で作製する場合、支持部１２１の厚みは、材料の粘度の制約から、最大で１０μｍ程度である。従って、このような支持部１２１の場合、粒子１２２の粒径は、最大で１０μｍであることが好ましい。複数の粒子１２２のうち少なくともいずれかの粒子１２２の粒径は、光のピーク波長の１／１０よりも大きいことが望ましい。粒径が光の１／１０よりも大きい場合、ミー散乱モデルに従う散乱となる。
【００５０】
粒子１２２の粒径が光の波長よりも十分小さい場合、光からみて、支持部１２１と粒子１２２の空間分解能がなくなる。すなわち、この場合、光にとって第１層１１は、支持部１２１の屈折率および粒子１２２の屈折率の平均の屈折率を有する層であり、第１層１１における光の散乱能力が低下する。
【００５１】
図６（ａ）〜図６（ｄ）に表されるように、第１層１１は、例えば、第１部分１２４および第２部分１２５を含む。第２部分１２５は、第１部分１２４と基板１との間に設けられる。第２部分１２５の屈折率は、第１部分１２４の屈折率よりも小さい。
【００５２】
図６（ａ）に表される例では、第２部分１２５は、第２方向において複数設けられている。第２部分１２５は、さらに、第３方向において複数設けられていてもよい。または、第２部分１２５は、第３方向に延びていてもよい。
【００５３】
第１部分１２４は、第１方向に対して垂直な面に沿って広がっている。それぞれの第２部分１２５は、第１方向に対して垂直な面に沿って、第１部分１２４に囲まれている。第２部分１２５は、半球状である。このため、第１部分１２４の第１方向における厚さは、第２方向において、周期的に、かつ連続的に変化している。
【００５４】
または、図６（ｂ）に表されるように、第２部分１２５は、第１方向に対して垂直な面に沿って広がっていてもよい。第２部分１２５は、第１部分１２４に囲まれた半球部分１２５ａを含む。半球部分１２５ａは、例えば、第２方向および第３方向において複数設けられている。
【００５５】
図６（ｃ）に表されるように、第２部分１２５は、第１方向に沿う面と、第２方向に沿う面と、を有していてもよい。第１部分１２４の第１方向に沿った厚さは、周期的に、階段状に変化している。  
または、第２部分１２５は、図６（ｄ）に表されるように、第１面に沿って広がっていてもよい。第２部分１２５は、第１方向に沿う面と第２方向に沿う面とを有する突出部分１２５ｂを含む。突出部分１２５ｂは、例えば、第２方向において複数設けられ、それぞれの突出部分１２５ｂは、第３方向に延びている。
【００５６】
図７（ａ）および図７（ｂ）は、第１実施形態に係る発光素子の他の一例を表す模式断面図である。第１層１１は、図７（ａ）に表される発光素子１０２、または図７（ｂ）に表される発光素子１０３のように、基板１と第２電極３２との間以外に設けられていてもよい。これらの図に表される例において、第１層１１は、第１電極３１と発光層４１との間に設けられている。
【００５７】
第１層１１は、基板１と第２電極３２との間、および第１電極３１と発光層４１との間の両方に設けられていてもよい。第１層１１は、基板１と第２電極３２との間の第１方向における第１位置、および第１電極３１と発光層４１との間の第１方向における第２位置の少なくともいずれかに設けられる。
【００５８】
図７（ａ）に表される例において、第１層１１と第１電極３１との界面は、凹凸構造を有する。具体的な一例として、第１層１１および第１電極３１の界面と、第２電極３２と、の間の距離は、第２方向において、周期的に変化している。この例において、第１層１１は、電子注入層または電子輸送層として機能しうる。または、第１層１１は、電子注入層として機能する層と、電子輸送層として機能する層と、を含んでいてもよい。
【００５９】
図７（ｂ）に表される例において、第１層１１は、図５（ａ）〜図５（ｃ）のいずれかに表される構造を有する。この場合、第１層１１に含まれる支持部１２１には、導電性の材料が用いられる。第１層１１に含まれる支持部１２１は例えば、電子輸送層として機能する。または、第１層１１に含まれる支持部１２１は例えば、電子注入層として機能する。
【００６０】
図８（ａ）および図８（ｂ）は、第１実施形態に係る発光素子の他の一例を表す模式断面図である。図８（ａ）に表される発光素子１０４、または図８（ｂ）に表される発光素子１０５のように、第１層１１に代えて、第２層１２が設けられていてもよい。第２層１２を設けることによって、これらが無い場合に比べて、基板１の外部に放射される光の量を増加させることができる。発光素子は、第１層１１と第２層１２の両方を含んでいてもよい。
【００６１】
図８（ａ）に表される例では、基板１の下面に、複数の第２層１２が設けられている。第２層１２は、第１電極３１から第２電極３２に向かう第４方向に向けて、基板１の下面から突出している。第４方向は、例えば、図８に表されるＺ方向と反対の方向である。
【００６２】
一例において、第２層１２の上面は、第４方向に対して垂直な面に沿っており、第２層１２の下面は当該面に対して曲率を有する。第２層１２の上面は、例えば、基板１と第２層１２との界面である。第２層１２の下面は、例えば、第２層１２と大気との界面である。複数の第２層１２は、第１方向において、発光層４１の少なくとも一部と重なっている。基板１の一部は、第１方向において、複数の第２層１２と発光層４１との間に位置している。
【００６３】
図８（ｂ）に表される例では、基板１の下面に第２層１２が設けられ、第２層１２は複数の突出部ＰＰを含む。突出部ＰＰは、第４方向に向けて、突出している。第２層１２は、第１方向において、発光層４１の少なくとも一部と重なっている。基板１の一部は、第１方向において、第２層１２と発光層４１との間に位置している。
【００６４】
図９（ａ）および図９（ｂ）は、第１実施形態に係る発光素子についてのシミュレーション結果を表している。シミュレーションは、以下の条件で行った。
【００６５】
開口ＯＰ１は、図１に表されるように、第２領域Ｒ２に複数設けられ、それぞれが第２方向または第３方向に沿っている。光検出器５０は、発光領域４１ａと第１方向において重なる位置に設けられている。第１領域Ｒ１は、光検出器５０と発光層４１との間に位置している。光検出器５０の面積および形状は、発光領域４１ａと同じである。発光領域４１ａと、開口ＯＰ１と、の間の第２方向における距離Ｄ１は、０ｍｍまたは０．１ｍｍである。
【００６６】
シミュレーションにおいて、基板１の第１方向における厚さＴ１に対する開口ＯＰ１の深さＤ２の割合を変化させた。図９（ａ）に表される発光素子において、深さＤ２は、第２面Ｓ２と第３面Ｓ３との間の第１方向における距離でありうる。
【００６７】
図９（ｂ）において、横軸は、Ｄ２／Ｔ１を表し、縦軸は、効率を表している。効率は、発光領域４１ａから放射された光量Ｌ０に対する、第２面Ｓ２を通って第１領域Ｒ１から外部へ出る光量Ｌ１の割合（Ｌ１／Ｌ０）である。Ｄ２／Ｔ１＝０は、開口ＯＰ１が設けられていない場合の結果を表している。斜線が付された棒は、Ｄ１＝０．１ｍｍの場合の結果を表し、斜線が付されていない棒は、Ｄ１＝０ｍｍの場合の結果を表している。
【００６８】
図９（ｂ）に表される結果から、開口ＯＰ１を設けることで、効率が向上していることがわかる。Ｄ２／Ｔ１が大きくなるにつれて、効率が向上していることがわかる。さらに、Ｄ１＝０ｍｍの場合は、Ｄ１＝０．１ｍｍの場合よりも効率が高いことがわかる。
【００６９】
図１０（ａ）および図１０（ｂ）は、第１実施形態に係る発光素子についての他のシミュレーション結果を表している。発光素子１０６が第１層１１を含んでいない点を除き、シミュレーションの条件は、図９（ａ）および図９（ｂ）に表されるシミュレーションの条件と同様である。Ｄ１は、０ｍｍである。
【００７０】
図１０（ｂ）に表される結果から、Ｄ２／Ｔ１が大きくなるにつれて、効率が向上していることがわかる。さらに、図９（ｂ）と図１０（ｂ）の比較から、第１層１１が設けられている場合、効率が大きく向上することがわかる。
【００７１】
図１１（ａ）、図１１（ｂ）、図１２（ａ）、および図１２（ｂ）は、第１実施形態に係る発光素子の他の一例を表す模式底面図である。図１１（ａ）に表される発光素子１１０において、開口ＯＰ１は、第１方向に対して垂直な面に沿って、第１領域Ｒ１を囲んでいる。図１１（ｂ）に表される発光素子１２０において、開口ＯＰ１は、第１方向に対して垂直な面に沿って第１領域Ｒ１を囲むとともに、基板１の外縁に向けて延びている。
【００７２】
図１２（ａ）に表される発光素子１３０では、第１方向に対して垂直な面に沿って、第１領域Ｒ１の周りに複数の開口ＯＰ１が設けられている。この例において、第１方向に対して垂直な面における開口ＯＰ１の形状は、正方形または長方形である。
同様に、図１２（ｂ）に表される発光素子１４０において、第１領域Ｒ１の周りに複数の開口ＯＰ１が設けられている。この例において、第１方向に対して垂直な面における開口ＯＰ１の形状は、円形または楕円形である。図１２（ａ）および図１２（ｂ）に表される例において、開口ＯＰ１は、窪みである。
【００７３】
図１１（ａ）、図１１（ｂ）、図１２（ａ）、および図１２（ｂ）に表される例において、それぞれの発光素子におけるＡ−Ａ´断面における構造は、例えば、図２に表される構造と同様である。
【００７４】
図１３（ａ）および図１３（ｂ）は、第１実施形態に係る発光素子の他の一例を表す模式図である。図１３（ａ）は、模式平面図であり、図１３（ｂ）は、図１３（ａ）のＡ−Ａ´断面を表す模式断面図である。
【００７５】
発光素子１５０において、開口ＯＰ１は、基板１の第１面Ｓ１に設けられている。第２面Ｓ２と開口ＯＰ１との間に、基板１の一部が位置している。
【００７６】
発光素子１５０において、図１１（ａ）、図１１（ｂ）、図１２（ａ）、および図１２（ｂ）のいずれかに表される開口ＯＰ１の構造を採用することもできる。開口ＯＰ１は第１領域Ｒ１を囲むように第２領域Ｒ２に設けられていても良い。第１領域Ｒ１の周りに、複数の開口ＯＰ１が設けられていてもよい。
【００７７】
図１４（ａ）および図１４（ｂ）は、第１実施形態に係る発光素子の他の一例を表す模式図である。図１４（ａ）は、模式平面図であり、図１４（ｂ）は、図１４（ａ）のＡ−Ａ´断面を表す模式断面図である。
【００７８】
発光素子１６０において、開口ＯＰ１は、基板１を貫通している。開口ＯＰ１は、孔である。発光素子１６０においても、発光素子１００と同様に、発光領域４１ａと第１方向において重なる空間に放射される光の量を増加させることができる。発光素子１６０において、図１２（ａ）または図１２（ｂ）に表される開口ＯＰ１の構造を採用することもできる。第１領域Ｒ１の周りに複数の開口ＯＰ１が設けられていてもよい。
【００７９】
（第２実施形態）
図１５は、第２実施形態に係る発光素子の一例を表す模式平面図である。図１６は図１５のＡ−Ａ´断面を表す模式断面図である。
【００８０】
図１５および図１６に表されるように、発光素子２００は、基板１、第１層１１、第２電極３２、発光層４１、および第１電極３１を含む。基板１は、第１領域Ｒ１および第２領域Ｒ２を含む。第１領域Ｒ１は、発光領域４１ａと第１方向において重なる。第２領域Ｒ２は、第１方向に対して垂直な面に沿って、第１領域Ｒ１の周りの少なくとも一部に設けられている。第１領域Ｒ１の周りには、例えば、複数の第２領域Ｒ２が設けられている。
【００８１】
基板１は、第１面Ｓ１、第２面Ｓ２、第３面Ｓ３、および第４面Ｓ４を有する。第１面Ｓ１〜第３面Ｓ３は、第１方向に対して垂直な面に沿っている。第４面Ｓ４は、第１方向に沿っている。第４面Ｓ４の少なくとも一部の第１方向における位置は、第１面Ｓ１の第１方向における位置と、第３面Ｓ３の第１方向における位置と、の間にある。
【００８２】
第２領域Ｒ２の第１方向における厚さＴ２は、第１領域Ｒ１の第１方向における厚さＴ１よりも薄い。厚さＴ１から厚さＴ２へは、第１領域Ｒ１から第２領域Ｒ２に向かう方向において、第４面Ｓ４で階段状に変化している。
【００８３】
本実施形態によれば、発光領域４１ａから放射されて基板１に入射し、基板１の側面に向かう光を、第４面Ｓ４により第１領域Ｒ１に向けて反射させることができる。このため、発光領域４１ａと第１方向において重なる空間に放射される光の量を増加させることができる。
【００８４】
（第３実施形態）
図１７（ａ）および図１７（ｂ）は、第３実施形態に係る発光素子の一例を表す模式図である。図１７（ａ）は模式斜視図であり、図１７（ｂ）は模式断面図である。発光素子３００は、例えば、基板１、第１層１１、第２電極３２、発光層４１、第１電極３１、および封止部８０を含む。第１電極３１は、第１接続部３１ａを含む。第２電極３２は、第２接続部３２ａを含む。
【００８５】
第１電極３１、発光層４１、および第２電極３２は、各電極の接続部を除き、封止部８０により覆われている。第１電極３１の一部、第２電極３２の一部、および発光層４１は、基板１と封止部８０との間に設けられている。第１電極３１の一部、第２電極３２の一部、および発光層４１は、第１方向に対して垂直な面に沿って、封止部８０に囲まれている。封止部８０は、例えば、窒化シリコンや窒化酸化シリコンなどの絶縁材料を含む。封止部８０は、乾燥剤を含んでいても良い。乾燥剤として、例えば、酸化カルシウムを用いることができる。封止部８０は、第１電極３１、発光層４１、および第２電極３２が、外部の水分などと反応することを抑制しうる。
【００８６】
発光素子３００において、開口ＯＰ１の構造として、第１実施形態で説明した種々の構造を採用可能である。図１７に表されるように、開口ＯＰ１を、第２面Ｓ２に設けることで、第１面Ｓ１上への封止部８０の形成を容易にすることが可能となる。
【００８７】
図１８（ａ）および図１８（ｂ）は、第３実施形態に係る発光素子の他の一例を表す模式断面図である。図１８（ａ）に表される発光素子３１０は、発光素子３００に含まれる要素に加えて、さらに、第５層８５および第６層８６を含む。
【００８８】
第６層８６は、例えば、金属を含み、発光層４１から放射された光を、基板１に向けて反射させる。第５層８５は、例えば、絶縁性材料を含む。第５層８５は、第１電極３１および第２電極３２のそれぞれと、第６層８６と、の間に設けられている。第５層８５は、例えば、第６層８６によって、第１電極３１と第２電極３２との間の電気的接触を防ぐために設けられる。
【００８９】
第６層８６を設けることにより、発光領域４１ａから放射された光量Ｌ０に対する、第２面Ｓ２を通って第１領域Ｒ１から外部へ出る光量Ｌ１の割合（Ｌ１／Ｌ０）を向上させることが可能となる。
【００９０】
図１８（ｂ）に表される発光素子３２０は、例えば、発光素子３００との比較において、封止部８０に代えて封止部８１を含む点で異なる。封止部８１は、例えばガラスを含み、第１電極３１、発光層４１、および第２電極３２と離間して設けられる。封止部８１は、例えば、接着剤８８によって、第１層１１と接合されている。封止部８１は、基板１に直接接合されていてもよい。封止部８１の内部には、例えば、窒素ガスが充填される。
【００９１】
（第４実施形態）
図１９（ａ）および図１９（ｂ）は、第４実施形態に係る発光素子の一例を表す模式図である。図１９（ａ）は模式平面図であり、図１９（ｂ）は図１９（ａ）のＡ−Ａ´断面を表す模式断面図である。図１９（ａ）において、封止部８１は省略されている。
【００９２】
発光素子４００は、例えば、発光素子１５０が含む要素に加え、さらに、第１接続部３１ａ、第２接続部３２ａ、および封止部８１を含む。封止部８１は、例えば、接着剤８８によって、第１層１１と接合される。
【００９３】
開口ＯＰ１を第１面Ｓ１に形成する場合、発光素子４００のように、複数の開口ＯＰ１を互いに離間させて設けることで、それぞれの接続部とそれぞれの電極との電気的接続を容易に行うことが可能となる。
【００９４】
（第５実施形態）
図２０（ａ）および図２０（ｂ）は、第５実施形態に係る検出装置の一例を表す模式断面図である。検出装置１０００は、発光素子１００と、発光層４１から放射された光を検出する光検出器５０と、を含む。図２０（ａ）および図２０（ｂ）において、発光層４１から放射された光の路の一例を破線で表す。検出装置１０００は、発光素子１００に代えて、実施形態に係る他の発光素子を含んでいてもよい。
【００９５】
図２０（ａ）に表されるように、光検出器５０の少なくとも一部は、例えば、第１方向において、第１電極３１の少なくとも一部、第２電極３２の少なくとも一部、および発光層４１の少なくとも一部と重なる。検出対象６０は、例えば、光検出器５０と発光素子１との間に配される。
【００９６】
または、図２０（ｂ）に表されるように、光検出器５０の少なくとも一部は、第２方向または第３方向において、発光素子１００の少なくとも一部と並んでいてもよい。この場合、光は、発光素子１００から放射されて検出対象６０に入射し、検出対象６０によって反射または散乱される。光検出器５０は、検出対象６０によって反射または散乱された光を検出する。
【００９７】
発光素子１００を用いて検出装置１０００を構成することで、検出対象６０に照射されて光検出器５０に入射する光の量を増加させることができ、検出装置１０００の検出感度および検出精度を高めることが可能となる。
【００９８】
図２１および図２２は、実施形態に係る発光素子を含む処理装置の一例を表す模式図である。図２１に表すように、処理装置３０００は、例えば、制御部９００、発光部９０１、受光部９０２、信号処理部９０３、記録装置９０４、および表示装置９０９を含む。
【００９９】
発光部９０１は、実施形態に係るいずれかの発光素子を含む。受光部９０２は、発光部９０１から発せられた光を検出する光検出器を含む。制御部９００から入力信号を受けた発光部９０１は光を発する。発せられた光は検出対象６０を透過し、あるいは検出対象６０により反射または散乱されて、受光部９０２で検出される。受光部９０２は検出感度を向上させるため、制御部９００からバイアス信号を受信しても良い。
【０１００】
受光部９０２で検出した信号は、信号処理部９０３に出力される。信号処理部９０３は、受光部９０２からの信号を受信し、当該信号に対して、例えば、ＡＣ検波、信号増幅、およびノイズ除去などの処理が適宜行われる。信号処理部９０３は適切な信号処理を行うために、制御部９００から同期信号を受信してもよい。信号処理部９０３から、発光部９０１の光量を調整するためのフィードバック信号を制御部９００に送信してもよい。信号処理部９０３で生成された信号は記録装置９０４に保存され、表示装置９０９に情報が表示される。
【０１０１】
処理装置３０００は、記録装置９０４および表示装置９０９を含んでいなくてもよい。この場合、信号処理部９０３で生成された信号は、例えば、処理装置３０００の外部の記録装置および表示装置に出力される。
【０１０２】
図２２を参照して、処理装置３０００をより具体的に説明する。図２２に表されるように、発光部９０１は、制御部９００のパルス生成器９００ａからＤＣバイアス信号あるいはパルス信号を含む入力信号９０５を受信する。発光部９０１から発せられた光は、検出対象６０を透過し、あるいは検出対象６０により反射または散乱されて、受光部９０２で検出される。受光部９０２は、制御部９００のバイアス回路９００ｂよりバイアス信号を受信しても良い。受光部９０２で検出された信号は、信号処理部９０３に入力される。信号処理部９０３では受光部９０２からの信号を、必要に応じてＡＣ検波した後、増幅器９０３ａで増幅し、不要なノイズ成分をフィルター部９０３ｂで除去する。信号同期部９０３ｃは、フィルター部９０３ｂから出力された信号を受信するとともに、制御部９００から同期信号９０６を適宜受信し、光と同期させる。
【０１０３】
信号同期部９０３ｃから出力された信号は信号整形部９０３ｄに入力される。処理装置３０００は、信号同期部９０３ｃを含んでいなくてもよい。この場合、フィルター部９０３ｂから出力された信号は、信号同期部９０３ｃを介さず、信号整形部９０３ｄに入力される。
【０１０４】
信号整形部９０３ｄにおいて、信号計算部９０３ｅで適切な信号処理が行われるように所望の信号に整形される。信号整形は例えば、時間平均などが行われる。信号処理部９０３において、ＡＣ検波および各処理部で行われる処理の順番は、適宜変更可能である。信号処理部９０３の信号計算部９０３ｅから、計算値９０４ａが記録装置および表示装置へ出力される。
【０１０５】
図２３〜図２６は、実施形態に係る発光素子を用いて脈波を測定している様子を表す模式図である。図２３〜図２６に表される例では発光素子１００が用いられている。発光素子１００に代えて、いずれかの実施形態に係る他の発光素子を用いてもよい。
【０１０６】
図２３（ａ）および図２３（ｂ）は、指６１０中の血管６１１の脈波を検出する際の様子を表している。生体箇所は、指６１０以外に、耳、胸部、または腕など、任意に選ぶことができる。
【０１０７】
図２３（ａ）に表される例において、発光素子１００から発せられた光３０３は、血管６１１を透過して、光検出器５０で検出される。図２３（ｂ）に表される例において、発光素子１００から発せられた光３０４は、血管６１１で反射または散乱され、光検出器５０で検出される。このとき、光検出器５０では、血管６１１の血流を反映した信号が検出される。検出された信号は例えば図２１および図２２に示す信号処理部９０３で信号処理され、脈拍が計測される。
【０１０８】
図２４（ｂ）に表されるように、発光素子１００の第１電極３１と第２電極３２には、入力信号Ｖｉｎとして、例えば、一定の電圧が印加される。図２４（ａ）に表されるように、光検出器５０は、指６１０を透過した光、あるいは指６１０で反射され、または散乱された光を検出する。このとき、図２４（ｃ）に表されるように、光検出器５０で検出される信号Ｖｏｕｔには、血中の信号が重畳されている。
【０１０９】
または、図２５（ａ）および図２５（ｂ）に表されるように、発光素子１００の第１電極３１と第２電極３２には入力信号Ｖｉｎとしてパルス電圧が印加され、発光素子１００から光が放射されてもよい。図２５（ｃ）に表されるように、光検出器５０では、血中の信号が重畳された光が検出される。
【０１１０】
図２６（ａ）および図２６（ｂ）は、入力信号Ｖｉｎとしてパルス電圧が印加された場合の、検出された光信号の一例を表している。図２６（ｂ）は、図２６（ａ）の破線で囲まれた部分を拡大した様子を表している。発光素子１００に印加されるパルス電圧の周波数が、脈波の周波数よりも十分早い場合、図２６（ａ）および図２６（ｂ）に表されるように、各光パルスの光信号だけを見ると脈波信号が得られる。脈波は典型的には１Ｈｚ程度であり、パルス電圧の周波数は、例えば、１００Ｈｚ〜１００ＫＨｚとすることができる。図２５および図２６に表されるパルス電圧を用いた形態は、図２４に表される定電圧を用いた形態に比べ、発光素子１００を発光させている時間が短いため、発光素子１００の劣化を抑制し、消費電力を低減できる点で有利である。
【０１１１】
図２７（ａ）〜図２７（ｃ）は、実施形態に係る発光素子を含む処理装置を表す模式図である。処理装置４００１〜４００３は、発光部９０１、受光部９０２、および制御部／信号処理部９１０を含む。発光部９０１は、実施形態に係る発光素子を含む。
【０１１２】
処理装置４００１において、発光部９０１は支持基板９０１Ｓ上に設けられ、受光部９０２は支持基板９０２Ｓ上に設けられている。処理装置４００１は、発光部９０１、受光部９０２、および制御部／信号処理部９１０が、それぞれ独立に設けられた構成を有する。
【０１１３】
処理装置４００２において、発光部９０１および受光部９０２は、共通の支持基板９０１Ｓ上に設けられている。処理装置４００３において、発光部９０１、受光部９０２、および制御部／信号処理部９１０が共通の支持基板９０１Ｓ上に設けられている。発光部９０１および受光部９０２のいずれか一方と、制御部／信号処理部９１０と、を共通の支持基板上に設けてもよい。  
このように、処理装置の構成として、種々の構成を採用可能である。
【０１１４】
図２８（ａ）〜図２８（ｅ）は、実施形態に係る発光素子を含む処理装置の用途を例示する模式図である。それぞれの例において処理装置は、例えば、脈拍および／または血中の酸素濃度を測定する。
【０１１５】
図２８（ａ）に表される例において、処理装置５００１は指輪に含まれる。処理装置５００１は、例えば、処理装置５００１に接する指の脈を検出する。図２８（ｂ）に表される例では、処理装置５００２は腕輪に含まれる。処理装置５００２は、例えば、処理装置５００２に接する腕または足の脈を検出する。
【０１１６】
図２８（ｃ）に表される例では、処理装置５００３はイヤホンに含まれる。図２８（ｄ）に表される例では、処理装置５００４はメガネに含まれる。処理装置５００３および５００４は、例えば、耳たぶの脈を検出する。図２８（ｅ）に表される例では、処理装置５００５は携帯電話またはスマートフォンのボタンや画面などに含まれる。処理装置５００５は、例えば、処理装置５００５に触れた指の脈を検出する。
【０１１７】
図２９は、図２８に表される処理装置を用いたシステムを例示する模式図である。  
例えば、処理装置５００１〜５００５は、測定したデータを有線あるいは無線でデスクトップＰＣ、ノートＰＣ、またはタブレット端末などの機器５０１０に転送する。あるいは、処理装置５００１〜５００５は、データをネットワーク５０２０に転送してもよい。
【０１１８】
機器５０１０またはネットワーク５０２０を利用して、処理装置によって測定されたデータを管理することができる。または測定されたデータを解析プログラムなどを用いて解析し、管理あるいは統計処理を行っても良い。測定されたデータが脈拍または血中の酸素濃度である場合、任意の時間ごとにデータの集計を行うことができる。集計されたデータは、例えば、健康管理に利用される。病院であれば、例えば、患者の健康状態を常時モニタリングするために利用される。
【０１１９】
上記の各実施形態によれば、脈波などの微弱な信号の検出に適した発光素子、検出装置、および処理装置が提供できる。
【０１２０】
なお、本願明細書において、「垂直」は、厳密な垂直だけではなく、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、実質的に垂直であれば良い。
【０１２１】
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、本発明の実施形態は、これらの具体例に限定されるものではない。例えば、基板１、第１層１１、第２層１２、第１電極３１、第２電極３２、発光層４１、第３層４３、第４層４４、光検出器５０、封止部８０、８１、第５層８５、第６層８６、支持部１２１、粒子１２２、制御部９００、受光部９０２、信号処理部９０３、記録装置９０４、および表示装置９０９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。
【０１２２】
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。
【０１２３】
その他、本発明の実施の形態として上述した発光素子、検出装置、および処理装置を基にして、当業者が適宜設計変更して実施し得る全ての発光素子、検出装置、および処理装置も、本発明の要旨を包含する限り、本発明の範囲に属する。
【０１２４】
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。
【０１２５】
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。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【国際調査報告】
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