(57)【要約】【課題】イオンドープ面を形成し暗電流を抑制することができる有機薄膜受光素子を提供する。【解決手段】基材１上に、少なくとも一方が光透過性を有する第１の電極２および第２の電極４と、第１の電極２と第２の電極４との間に介在され入射する光を吸収して光キャリアを生成する光導電性有機薄膜層３と、を有し、第１の電極２および光導電性有機薄膜層３の少なくとも一方は、第１の電極２と光導電性有機薄膜層３との界面にイオンをドープ処理したイオンドープ面５を備え、第１の電極２の仕事関数のエネルギーの大きさは、光導電性有機薄膜層３のイオン化ポテンシャルのエネルギーよりも小さく、第１の電極２は、光誘起電流として発現させるため、光キャリアが輸送可能な第２の電極４よりも正に大きな電圧が印加される。【選択図】図１
2009302252.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基材上に、少なくとも一方が光透過性を有する第１の電極および第２の電極と、当該第１の電極と当該第２の電極との間に介在され入射する光を吸収して光キャリアを生成する光導電性有機薄膜層と、を有し、
前記第１の電極および前記光導電性有機薄膜層の少なくとも一方は、当該第１の電極と当該光導電性有機薄膜層との界面にイオンをドープ処理したイオンドープ面を備え、
前記第１の電極の仕事関数のエネルギーの大きさは、前記光導電性有機薄膜層のイオン化ポテンシャルのエネルギーよりも小さく、
前記第１の電極は、前記第２の電極よりも正に大きな電圧が印加されることを特徴とする有機薄膜受光素子。
【請求項２】
前記第１の電極にドープ処理した前記イオンドープ面は、水酸化物イオンをドープ処理したイオンドープ面であることを特徴とする請求項１に記載の有機薄膜受光素子。
【請求項３】
前記第１の電極の仕事関数のエネルギーの大きさと前記光導電性有機薄膜層のイオン化ポテンシャルのエネルギーの大きさとは、０．５ｅＶ以上の差を有することを特徴とする請求項１に記載の有機薄膜受光素子。
【請求項４】
前記光導電性有機薄膜層は、π共役系高分子を含むことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の有機薄膜受光素子。
【請求項５】
前記第１の電極および前記第２の電極の少なくとも一方は、π共役系高分子を含むことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の有機薄膜受光素子。
【請求項６】
前記π共役系高分子は、キャリアの多数が正孔からなる正孔輸送性材料であることを特徴とする請求項４または請求項５に記載の有機薄膜受光素子。
【請求項７】
前記正孔輸送性材料は、フタロシアニン誘導体、ポルフィリン誘導体、メロシアニン誘導体、キナクリドン誘導体、トリフェニル・ジアミン誘導体からなる群から選択される１以上の誘導体であることを特徴とする請求項６に記載の有機薄膜受光素子。
【請求項８】
前記光導電性有機薄膜層は、特定波長の光を吸収して光キャリアを生成し、当該光キャリアを輸送する能力を有する光導電性ナノロッドまたはナノチューブを、当該光導電性有機薄膜層の中に分散したことを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の有機薄膜受光素子。
【請求項９】
前記ナノロッドまたはナノチューブは、フタロシアニン誘導体、ポルフィリン誘導体、メロシアニン誘導体、キナクリドン誘導体、トリフェニル・ジアミン誘導体からなる群から選択される１以上の誘導体を含むことを特徴とする請求項８に記載の有機薄膜受光素子。
【請求項１０】
前記ナノロッドまたはナノチューブは、カーボンナノロッド、酸化チタンナノロッド、カーボンナノチューブからなる群から選択される１以上の混合物であることを特徴とする請求項９に記載の有機薄膜受光素子。
【請求項１１】
請求項１〜１０のいずれか１項に記載の有機薄膜受光素子と、当該有機薄膜受光素子の受光感度波長域内に発光スペクトルピークを有する有機薄膜発光素子と、を同一基材上に設けたことを特徴とする有機薄膜受発光素子。
【請求項１２】
請求項１１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。
【請求項１３】
請求項１〜７のいずれか１項に記載の有機薄膜受光素子、請求項１１に記載の有機薄膜受発光素子、請求項１２に記載の有機薄膜受発光素子アレイの群から選択された１以上を有し、
生体から照射された光の振動を有機薄膜受光素子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。
【請求項１４】
請求項１３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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機薄膜受光素子、その有機薄膜受光素子と有機薄膜発光素子とを設けた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。
【背景技術】
【０００２】
外部光を取り入れる受光素子として、光電素子、光起電力素子などの光センサがある。受光素子は、たとえば脈拍計に使用されている。脈拍計は、発光素子および受光素子を備え、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。
【０００３】
近年、有機半導体を利用した受光素子が開発されている。特許文献１には、ペリレンやペンタセンなどの光導電性有機半導体をポリカーボネートやポリビニルカルバゾールなどの絶縁体樹脂中に分散させ、この樹脂分散有機半導体層に光照射することにより、光誘起電流が得られる受光素子が開示されている。
【特許文献１】特開２００２−７６４３０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１では光導電性有機半導体を絶縁体中に分散させているため、高いＳ／Ｎ比を得ようとすると、印加電圧を大きくする必要があった。
【０００５】
そこで本発明の目的は、低い電力で高いＳ／Ｎ比が得られる有機薄膜受光素子を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
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。基材上に、少なくとも一方が光透過性を有する第１の電極と第２の電極と、第１の電極と第２の電極との間に介在され入射する光を吸収して光キャリアを生成する光導電性有機薄膜層と、を備える。第１の電極および光導電性誘起薄膜層の少なくとも一方は、第１の電極と光導電性有機薄膜層との界面にイオンをドープ処理したイオンドープ面を有し、第１の電極の仕事関数のエネルギーの大きさは、光導電性有機薄膜層のイオン化ポテンシャルのエネルギーの大きさよりも小さく、第１の電極は第２の電極よりも正に大きな電圧が印加される。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、第１の電極および光導電性誘起薄膜層の合わせ面の少なくとも一方に、イオンをドープ処理したイオンドープ面を設けたので、両層の界面に電位障壁を形成し、暗電流を抑制することができ、光誘起電流との比（Ｓ／Ｎ比）を大きくすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
まず、本発明の有機薄膜受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。
【０００９】
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光素子が有機薄膜発光素子と共に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。
【００１０】
[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光素子１０を有する有機薄膜受発光素子３０の説明に供する概念図である。
【００１１】
本実施形態に係る有機薄膜受光素子１０は、有機薄膜発光素子２０と共に一つの基材１上に形成され、有機薄膜受発光素子３０を成している。有機薄膜受発光素子３０は、有機薄膜受光素子１０および有機薄膜発光素子２０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から光８を被検体４０に照射する。そして、被検体４０で反射した光８を有機薄膜受光体１０によって受光し、その光８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情報の検出、あるいは被検体４０の物性の検知に利用する。ここで、有機薄膜受発光素子３０に備えられる有機薄膜発光素子２０の代わりに、外部光を利用して有機薄膜受光素子１０で光を受光し検知することも可能である。
【００１２】
以下それぞれの部材について詳細に説明する。
【００１３】
［基材１］  
基材１として、リジット材または可とう性部材が使用可能であるが、有機半導体材料を光導電性有機薄膜層に利用しておりフレキシブルな効果を有するために、基材１は可とう性部材が好ましい。可とう性部材としては、例えば、エポキシ樹脂、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や繊維状構造体を有機薄膜受発光素子３０の基材１に適用することで、後述するように有機薄膜受光体１０および有機薄膜発光体２０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３０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。
【００１４】
［有機薄膜受光素子１０］  
図２は、本実施形態による有機薄膜受光素子１０の説明に供する概略断面図である。
【００１５】
図２（ａ）に示すように、有機薄膜受光素子１０は、基材１上に形成された第１の電極２、第１の電極２上に形成された光導電性有機薄膜層３、光導電性有機薄膜層３上に形成された第２の電極４を備えている。第１の電極２は、光導電性有機薄膜層３との界面に、イオンをドープ処理したイオンドープ面５を有している。この構成において、第１の電極２と第２の電極４との間に電圧６が印加された状態で、第２の電極４面側から光８を入射させる。なお、印加電圧は第１の電極２に対して正電圧を付与するものとし、この状態で光誘起電流を微小電流計７で測定するものである。
【００１６】
図２（ｂ）に示すように、誘起薄膜受光素子１０は、図２（ａ）において示した順番に限らずに、たとえば、基材１上に形成された第２の電極４、第２の電極４上に形成された光導電性有機薄膜層３、光導電性有機薄膜層３上に形成された第１の電極２と構成しても良い。さらに、イオンドープ面５は、第１の電極２と光導電性有機薄膜層３との界面に形成されれば良く、第１の電極２または光導電性有機薄膜層３のいずれか一方が有すればよい。図２（ｂ）では、光導電性有機薄膜層３がイオンドープ面５を有している。
【００１７】
［第１の電極２および第２の電極４］  
第１の電極２および第２の電極４は、両電極間の光導電性有機薄膜層３まで光を入射させ、光導電性有機薄膜層３で生成された光キャリアが輸送されるプロセスを踏むことから、電極の少なくとも一方は光透過性を有する材料から構成される必要がある。ここで、本願における光透過性は、光導電性有機薄膜３において特定波長を吸収し、光キャリアを生成し輸送するという観点から、光導電性有機薄膜３の受光感度が最良の波長範囲と同じ波長範囲の光透過性を有している方が好ましく、可視光線全域、あるいは紫外線や近赤外線の全域で必ずしも高い光透過性を有している必要はない。
【００１８】
第１の電極２および第２の電極４の材料としては、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、ＳｎＯ２（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、π共役系高分子系などの各種導電性高分子である、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）、ポリアニリン（ＰＡＮＩ）、ポリピロール（ＰＰｙ）、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。これにより、可溶性を有しているためインクジェット等の印刷技術を適用し、基材１上に直接素子形成が可能になるというメリットが生まれる。
【００１９】
たとえば、光導電性有機薄膜層３にポリ銅フタロシアニン（ＰＣｕＰｃ）を選択した場合には、吸収ピーク波長は３８０ｎｍ〜５００ｎｍの範囲である。入射光側となるいずれか一方の電極においても、ポリ銅フタロシアニン（ＰＣｕＰｃ）と同じ波長範囲の高い光透過性（たとえば、光透過率６０％以上）を有していれば良い。
【００２０】
［光導電性有機薄膜層３］  
光導電性有機薄膜層３は、有機半導体材料からなり、半導体の性質を利用して、入射した光を吸収し、その光のエネルギーがエネルギーバンドギャップＥｇ以上のときに光キャリア（電子、正孔）を生成する。たとえば、シリコンのバンドギャップは約１．２ｅＶであり、光のエネルギーは波長に依存するが、そのエネルギーが１．２ｅＶ以上なら光キャリア（電子、正孔）が生成される。光導電性有機薄膜層３を構成する材料によって、吸収する光の波長感度が変化するため、受光する光の波長範囲を有する最適な材料を選択するのが好ましい。生成された光キャリア（電子、正孔）は、正電圧が印加された第１の電極２（＋）に電子が移動し、第２の電極４（−）に正孔が移動することにより、光誘起電流が流れることになる。ここで、光導電性有機薄膜層３は、光の量（数）に応じた電子を生成するため、光誘起電流の電流は光量により変動する。
【００２１】
本実施形態において、光導電性有機薄膜層３の材料としては、たとえば、π共役系高分子を含むことが望ましい。これにより、生成した光キャリアの輸送を容易にする（移動度向上）と共に、可溶性を有しているためインクジェット等の印刷技術を適用し、基材１上に直接素子形成が可能になるというメリットが生まれる。
【００２２】
このようなπ共役系高分子系としては多数キャリアが正孔である正孔輸送性材料が好ましい。正孔輸送性材料としては、たとえば、フタロシアニン誘導体、ポルフィリン誘導体、メロシアニン誘導体、キナクリドン誘導体、トリフェニル・ジアミン誘導体やこれらの混合物、あるいは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、ポリアニリン（ＰＡＮＩ）、ポリピロール（ＰＰｙ）、ポリセレノフェン等の導電性高分子等を挙げることができる。これらの中でも、フタロシアニン誘導体、ポルフィリン誘導体、メロシアニン誘導体、キナクリドン誘導体、トリフェニル・ジアミン誘導体などが可視光域に強い吸収感度を持ち、光キャリア生成の点からも好ましい。
【００２３】
［イオンドープ面５］  
イオンドープ面５は、図２に示すように、第１の電極２と光導電性有機薄膜層３との界面に位置し、第１の電極２の表面または光導電性有機薄膜層３の表面に形成される。イオンドープ面５は、第１の電極２と光導電性有機薄膜層３との界面における電位障壁の積極的な形成に大きく貢献するものである。
【００２４】
図３および図４は、本実施形態による有機薄膜受光素子１０に備えられるイオンドープ面５の説明に供するエネルギーバンド概略図である。図３および図４に示すように、第１の電極２と光導電性有機薄膜層３との界面に位置するイオンドープ面５の有無により、エネルギーバンド構造は変化する。本願発明は、光導電性有機薄膜層３のイオン化ポテンシャルをＩｐとし、第１の電極２の仕事関数をΦｍとしたとき、第１の電極２または光導電性有機薄膜面３の界面に位置する面に、エネルギーの大きさがΦｍ＜Ｉｐなる関係を満足させるイオンドープ面５を積極的に設け、任意の大きさの電位障壁を形成し、暗電流を抑制している。なお、暗電流とは受光素子に光入射がないにも関わらず、電流成分として発生するものである。
【００２５】
以下それぞれのエネルギーの大きさの違いによる、エネルギーバンド構造、電位障壁の高さについて図面を用いて詳細に説明する。図３は、エネルギーの大きさがＩｐ＜Φｍの場合のエネルギーバンド構造を示す。図４は、本願発明の特徴であるエネルギーの大きさがＩｐ＞Φｍの場合のエネルギーバンド構造を示す。
【００２６】
［Ｉｐ＜Φｍの場合］  
まずは、エネルギーの大きさがＩｐ＜Φｍの場合のエネルギーバンド構造について図３を用いて説明する。図３（ａ）は、第１の電極２と光導電性有機薄膜層３とが接触する前のエネルギーバンド構造を示す図であり、図３（ｂ）は、第１の電極２と光導電性有機薄膜層３とが接触した後のエネルギーバンド構造を示す図である。
【００２７】
今、第１の電極２の仕事関数をΦｍ、正孔輸送性材料からなる光導電性有機薄膜層３のイオン化ポテンシャルをＩｐ、光導電性有機薄膜層３の最低披占有分子軌道（Ｌｏｗｅｓｔ  Ｕｎｏｃｃｕｐｉｅｄ  Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ  Ｏｒｂｉｔａｌ：ＬＵＭＯ）、及び最高披占有分子軌道（ＨｉｇｈｅｓｔＯｃｃｕｐｉｅｄ  Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ  Ｏｒｂｉｔａｌ：ＨＯＭＯ）とする。また、両者のフェルミ準位をＥｆと標記する。
【００２８】
また、光導電性有機薄膜層３において、イオン化ポテンシャルＩｐとは、真空準位（Ｖａｃｕｕｍ  Ｌｅｖｅｌ：ＶＬ）と最高披占有分子軌道ＨＯＭＯとのエネルギー差を示すものであり、一方、第１の電極２における仕事関数Φｍとは、真空準位ＶＬとフェルミ準位Ｅｆとのエネルギー差を示すものである（例えば、「有機薄膜仕事関数データ集」、  シーエムシー出版  頁６参照）。
【００２９】
上記のような定義を踏まえ、第１の電極２の仕事関数Φｍ、正孔輸送性材料からなる光導電性有機薄膜層３のイオン化ポテンシャルＩｐのエネルギーの大きさの大小が、Ｉｐ＜Φｍなる場合を考える。接触前の両者のエネルギーバンド構造は図３（ａ）に示す状態であるが、接触し平衡状態となると、両者のフェルミ準位が一致するようにシフトし、図３（ｂ）に示す状態になると考えられる。この状態では、正孔輸送性材料からなる光導電性有機薄膜層３において、多数キャリアである正孔は、界面において電位障壁は存在しないことから、第１の電極２側へ容易に移動することが可能となる。半導体理論で言うところのオーム接触に近い状態になり、第１電極に正電圧が印加されると、その電圧の大きさに従い、暗電流Ｎも比例して増大してしまうことになる。この状態で印加電圧の大きさをアップしていくと、光誘起電流Ｓは増大していくが、暗電流Ｎも同様に増大し、結局、暗電流Ｎと光誘起電流Ｓの比（Ｓ／Ｎ比）は大きくならない。Ｓ／Ｎ比を向上させるために、暗電流Ｎを抑制する必要があり、そのためには、界面において電位障壁を形成する必要がある。よって、暗電流Ｎを減らす方法として、エネルギーの大きさがＩｐ＞Φｍなる関係を満たすように、積極的に電位障壁高さを制御する方法が考えられる。
【００３０】
［Ｉｐ＞Φｍの場合］  
一方、第１の電極２の仕事関数Φｍ、正孔輸送性材料からなる光導電性有機薄膜層３のイオン化ポテンシャルIｐ、エネルギーの大きさの大小がＩｐ＞Φｍの場合のエネルギーバンド構造について図４を用いて説明する。図４（ａ）は、第１の電極２と光導電性有機薄膜層３とが接触する前のエネルギーバンド構造を示す図であり、図４（ｂ）は、第１の電極２と光導電性有機薄膜層３とが接触した後の熱平衡状態にあるエネルギーバンド構造を示す図である。図４（ｃ）は、図４（ｂ）の状態時に第１の電極２に正電圧を印加した場合のエネルギーバンド構造を示す図である。
【００３１】
図４（ａ）に示すように、第１の電極２の仕事関数Φｍ、正孔輸送性材料からなる光導電性有機薄膜層３のイオン化ポテンシャルＩｐのエネルギーの大きさの大小は、Ｉｐ＞Φｍなる関係である。光導電性有機薄膜層３のフェルミ準位ＥｆはＨＯＭＯとＬＵＭＯ間のエネルギーギャップＥｇ内に位置する。また、基本的にＥｆはＨＯＭＯに近いエネルギーに位置する。第１の電極２のフェルミ準位Ｅｆは、真空準位ＶＬからΦｍのところに位置するため、光導電性有機薄膜３のフェルミ準位Ｅｆよりも上のエネルギーに位置する。
【００３２】
そして、図４（ｂ）に示すように、第１の電極２と光導電性有機薄膜層３とが接触すると、上記同様、フェルミ準位が一致するようにシフトする。導電性有機薄膜層３内の多数キャリアである正孔は電位障壁高Φｂのため、容易に、第１の電極２側へ移動することができなくなる。また、界面にいた正孔も電位障壁ができたため、第１の電極２から離れようと移動する。
【００３３】
さらに、図４（ｃ）に示すように、第１の電極２に正電圧が印加されると、バンドは傾く。第１の電極２への印加電圧Ｖを＋Ｖａとすることにより、Ｖ＝０に比べ、電位障壁の高さは大となり暗電流は抑制されることになる。この状態で光導電性有機薄膜層３へ光が入射すると、電子は第１の電極２へ、正孔は第２の電極１へ移動し、光誘起電流が流れることになる。また、光導電性有機薄膜層３での多数キャリアである正孔は第１の電極２に移動できなくなる。従って、第１の電極２に正電圧を印加した状態とすることにより、正孔が移動できず、それ故、暗電流Ｎは抑制されるとも考えられる。
【００３４】
つまり、第１の電極２の仕事関数Φｍ、正孔輸送性材料からなる光導電性有機薄膜層３のイオン化ポテンシャルＩｐ、の大小が、Ｉｐ＞Φｍなる関係を満たすように積極的に電位障壁を形成することにより、暗電流は電位障壁を乗り越えにくくなり抑制される。さらに電極間に電圧を印加することにより、ますます電位障壁を大きくすることができ、暗電流をさらに抑制することができる。よって、光誘起電流Ｓを増大させることで暗電流Ｎと光誘起電流Ｓの比（Ｓ／Ｎ比）を大きく向上させることができる。
【００３５】
［Ｉｐ＞Φｍの関係を満たすイオンドープ面５の形成］  
次に、Ｉｐ＞Φｍなる関係を満足させるイオンドープ面５の形成について説明する。Ｉｐ＞Φｍなる関係を満足させるために、一般には、正孔輸送性材料からなる光導電性有機薄膜層３のイオン化ポテンシャルＩｐに比べ、第１の電極２の仕事関数Φｍが小なる材料（例えば、金属材料）を適宜選択し、それを薄膜形成することにより理論的には可能である。しかし、Φｍが小なる金属材料は非常に活性度が高いため、大気中では安定して存在できず、電極を含めた一連の膜形成のために、連続真空プロセスが必要で、コスト高となってしまう。
【００３６】
また、さらにＩｐ＞Φｍなる任意の大きさでの制御が基本的に困難であり、特に、より電位障壁高さΦｂを０．５ｅＶ以上とすることは不可能であった。
【００３７】
本願では、第１の電極２面、あるいは光導電性有機薄膜３面に、Ｉｐ＞Φｍなる関係を満足させる処理面を積極的に設け、任意の大きさの電位障壁高さを形成することを鋭意検討の末、見出したものである。本願でいうＩｐ＞Φｍなる関係を満足させる処理面とは、具体的には、第１の電極２面、あるいは光導電性有機薄膜３面に対し、水酸化物イオンをドープ処理したイオンドープ面とすることにより、達成可能である。
【００３８】
その具体的な水酸化物イオンとは、例えば、ＮａＯＨ、ＫＯＨ、ＮＨ３、等を挙げることができ、そのドープ処理の方法としては、前記水酸化物イオンを含む水溶液に、任意の時間浸漬させたり、あるいは前記水溶液の蒸気を暴露させたりすることにより可能である。また、水酸化物イオンのドープ処理条件としては、濃度（ｐＨ値）、温度、処理時間を挙げることができ、例えば、ＮａＯＨ水溶液を使って第１の電極２面をイオンドープする一例としては、ｐＨ＝１０、温度＝室温、処理時間＝１０秒とすることで可能である。この場合、第１の電極２に、厚さ１００ｎｍのπ共役系高分子である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）薄膜を用いた。その際のイオン化ポテンシャルＩｐは０．６ｅＶ小さくなった（処理前：５．２ｅＶ、処理後：４．６ｅＶ）。
【００３９】
イオンドープ面５を形成することにより、なぜイオン化ポテンシャルＩｐが小さくなるのか、現時点では必ずしも明確ではないが、概ね以下のように考える。即ち、水酸化物イオン（ＯＨ−）がドープされた直後に、一般的に電気的中性を保とうと正に帯電した陽イオンが誘起されると考えられる（電気二重層の形成）。このような状況が成立すると、電子は電極表面から外部へ放出されやすくなり、結果としてイオン化ポテンシャルＩｐが小さくなる。なお、イオン化ポテンシャルＩｐをより分子論的に説明すると、中性の原子から電子を外部に取り出すのに必要なエネルギーと定義されるものである。
【００４０】
［Ｉｐ＞Φｍの関係において０．５ｅＶ以上の差を満たすイオンドープ面５］  
図５は、ＩｐとΦｍのエネルギー差とＳ／Ｎ比の関係を示した図である。
【００４１】
Ｉｐ＞Φｍの関係を満たし、さらにＩｐとΦｍのエネルギーの大きさの差が０．５ｅＶ以上を満たす効果について、図５を用いて説明する。なお、ここでは、第１の電極２としてπ共役系高分子であるポリジアセチレンジオキシド（ＰＥＤＯＴ）／ポリスチレンスルフォン酸（ＰＳＳ）薄膜を、光導電性有機薄膜層３としてポリ銅フタロシアニン（ＰＣｕＰｃ）を、第２の電極４としてＩＴＯ（酸化インジウムスズ）を用いており、イオンドープ処理面５は第１の電極２面に対してなされている。なお、いずれの層厚とも、１００ｎｍである。以下、説明上、この素子を（ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ)／ＰＣｕＰｃ／ＩＴＯと略称する。
【００４２】
また、第１の電極２であるＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ薄膜、光導電性有機薄膜層３であるＰＣｕＰｃ層の仕事関数Φｍ、及びＩｐの値は光電子分光法（理研計器製、ＡＣ−２）により行い、ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ薄膜の仕事関数Φｍの値は５．１ｅＶ、また、ＰＣｕＰｃ層のイオン化ポテンシャルの値Ｉｐは４．９ｅＶであった。一方、第１の電極２のＰＥＤＯＴ／ＰＳＳと光導電性有機薄膜層３のＰＣｕＰｃとの両層間の界面における電位障壁を積極的に形成するため、第１の電極２のＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ薄膜の仕事関数Φｍの値を、ＮａＯＨ水溶液に浸漬してドープ処理する時間を変化させることにより、仕事関数Φｍのエネルギーの大きさを小（浸漬処理時間：大）となる方向に制御した（処理前：５．１ｅＶ、処理後：４．８ｅＶ、４．７ｅＶ、４．５ｅＶ、４．４ｅＶ、４．３ｅＶ、４．１ｅＶ）。なお、ＮａＯＨ水溶液の濃度はｐＨ＝１０一定とした。
【００４３】
さて、図５において、横軸として、上述した第１の電極２（ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ薄膜）の仕事関数Φｍと光導電性有機薄膜層３（ＰＣｕＰｃ）のイオン化ポテンシャルＩｐ＝４．９ｅＶとのエネルギーの大きさの差｜Φｍ−Ｉｐ｜をとり、縦軸として、（ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ）／ＰＣｕＰｃ／ＩＴＯ素子で発現した暗電流値Ｎと光誘起電流値Ｓの比（Ｓ／Ｎ比）をとり、両者の関係をプロットしたものである。なお、暗電流値Ｎ及び光誘起電流値Ｓの測定は、印加電圧６Ｖ（電界強度Ｅ＝６×１０5Ｖ／ｃｍ）、照射光波長４７０ｎｍ、照射光強度１０μＷ／ｃｍ2、真空下（１０-3Ｔｏｒｒ）である。図５から明らかなように、｜Φｍ−Ｉｐ｜が０．１ｅＶから０．４ｅＶまではＳ／Ｎ比は徐々に増大する程度であるが、｜Φｍ−Ｉｐ｜が０．５ｅＶ以上では明らかにＳ／Ｎ比が増大し、Ｓ／Ｎ比２０以上を確保可能となる。なお、Ｓ／Ｎ比が２０以下の場合では、受光素子の周囲温度が上昇した際、一般に暗電流値Ｎも増大し、安定した実用性能を確保できなくなる。
【００４４】
それ故、一般にＳ/Ｎ比が２０以上、より好ましくは５０程度確保できれば、受光素子として十分な性能と評価されていることから、ＩｐとΦｍのエネルギーの大きさがＩｐ＞Φｍを満たし、かつ、エネルギーの大きさの差が０．５ｅＶ以上を満たすように処理されたイオンドープ処理面５を有する有機薄膜受光素子１０は十分実用可能なレベルである。
【００４５】
図６は、ＩｐとΦｍのエネルギー差とＳ／Ｎ比の関係を示した図である。
【００４６】
また、イオンドープ処理面５を有する（ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ）／ＰＣｕＰｃ／ＩＴＯ素子に対し、イオンドープ処理を施した第１の電極２である（ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ）層に正電圧を印加し、その電圧を０．１Ｖから１０Ｖまで変化させた際の暗電流Ｎと光誘起電流Ｓとの比（Ｓ／Ｎ比）をプロットしたデータを図６（ａ）に示す。図６（ａ）から明らかなように、低電圧印加時には電圧の増加と共に、暗電流Ｉｄは急瞬に増加するが、印加電圧が６Ｖ以上ではほぼ飽和している。これに対し、光誘起電流Ｉｐｈ１（ＰＣｕＰｃ）は低電圧印加時にはそれほど大きくないが、印加電圧の増大と共に徐々に大きくなっていくことがわかる。これは前述したように電位障壁の形成により、暗電流が抑制されることで光誘起電流が増加したことによると考えられる。
【００４７】
また、図６（ａ）のデータから電界強度ＥとＳ／Ｎ比との関係に書き直したのが図６（ｂ）である。電界強度Ｅが１０6Ｖ／ｃｍになると、Ｓ／Ｎ比は大きく増大し、８０程度に向上することがわかる。
【００４８】
このように、第１の電極２と光導電性有機薄膜層３との間の界面における電位障壁を積極的に形成させ、第１の電極２に正電圧を印加させることにより、暗電流Ｎを抑制し、光誘起電流Ｓを増大させることで、Ｓ／Ｎ比２０以上を確保できることが明らかとなった。
【００４９】
［有機薄膜受発光素子３０］  
図１に示したように、有機薄膜受発光素子３０は、有機薄膜受光素子１０と有機薄膜発光素子２０を同一基材１上に備えている。有機薄膜発光素子２０から出射される特定波長の光８を物体４０に入射させ、その反射光８を有機薄膜受光素子１０で検出することによって、その検出対象の物体４０からの微弱反射光をＳ／Ｎ比良く検出できる。
【００５０】
有機薄膜発光素子２０は、たとえば、有機ＥＬ素子である。発光素子として、有機薄膜発光素子２０のほかにも、無機ＬＥＤやレーザ等の無機系半導体、有機材料いずれでも構わないが、検出物体が平面体ではなく、曲面体等への適用を考えると、フレキシブル基材１上へ受光素子１０及び発光素子２０とも形成した受発光素子が望ましく、そのような視点から、発光素子２０も有機薄膜発光素子が望ましい。
【００５１】
図７は、本実施形態による有機薄膜受発光素子３０の説明に供する概略断面図である。
【００５２】
図７に示すように、有機薄膜発光素子２０は、基材１上に形成された第１電極２１、第１の電極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２３、有機半導体発光層２３上に形成された第２の電極２４を備えている。第１の電極２１と第２の電極２４との間に電圧を印加することによって、有機半導体発光層２３から光８を出力する。
【００５３】
第１電極２１や第２電極２２の材料は特に限定されないが、光を射出するという目的から、光を射出する面の電極は、光透過性を有する材料が用いられる。
【００５４】
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、ＳｎＯ２（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（ＰＰｙ）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。
【００５５】
有機薄膜発光素子２０の有機半導体発光層２３用の有機半導体材料系について説明する。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。
【００５６】
有機薄膜受光素子１０と発光素子２０とを組合せた有機薄膜受発光素子３０について説明する。同一基材１上に、有機薄膜受光素子１０と発光素子２０とを形成することにより、発光素子２０から出射される特定波長の光８を物体４０に入射させ、その検出対象の物体からの微弱反射光をＳ／Ｎ比良く検出できる受発光素子３０を提供することができる。
【００５７】
［有機薄膜受発光素子アレイ４０］  
図８は、本実施形態による有機薄膜受発光素子アレイ４０の説明に供する図である。図８に示すように、有機薄膜受発光素子アレイ４０は、有機薄膜受発光素子３０を一対とし、これを基材上に複数配置した構成としている。図８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。
【００５８】
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。光遮蔽体２５は、有機薄膜発光素子２０から出力された光が直接有機薄膜受光素子１０に入射しないように両素子の間に設置され、漏光による有機薄膜受光素子１０の受光感度低下を防止する。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、有機薄膜発光素子２０と有機薄膜受光素子１０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。
【００５９】
図８（ａ）は矩形状の有機薄膜受光素子１０と有機薄膜発光素子２０を有する有機薄膜受発光素子３０からなる素子を複数配置したものであり、図８（ｂ）は円形状の有機薄膜受光素子１０と矩形状の有機薄膜発光素子２０とからなる有機薄膜受発光素子３０を複数配置したものである。図８（ａ）、（ｂ）では、一対の有機薄膜受発光素子３０は一つの有機薄膜受光素子１０と一つの有機薄膜発光素子２０とを備えているだけであるが、一対の有機薄膜受発光素子３０は少なくとも一つの有機薄膜受光素子１０を備えることができる。少なくとも一つの有機薄膜受光素子１０を備えた有機薄膜受発光素子３０を複数配置した有機薄膜受発光素子アレイ４０にすることで、広範囲、高精度の検出がさらに可能となる。
【００６０】
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４０が複数の有機薄膜受光素子１０および有機薄膜発光素子２０を有しているため、光を検出することが可能となる。
【００６１】
このように、一対の有機薄膜受発光素子３０を複数、基材上に配置した有機薄膜受発光素子アレイ４０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。
【００６２】
［脈拍センサ５０］  
図９は、本実施形態による脈拍センサ５０の説明に供する図である。
【００６３】
有機薄膜受発光素子３０または有機薄膜受発光素子アレイ４０は、例えば実用例の一つとして、生体の動脈血からの拍動を光電脈波として検出する脈拍センサ５０の形態で用いられうる。例えば、本願有機薄膜受発光素子３０を耳たぶや手の平、指等の末梢部に装着し、脈波シグナルを反射式光電脈波シグナル検知することも可能である。図９（ａ）、（ｂ）に脈拍センサ５０とその脈波シグナル検出の概略図を示す。
【００６４】
脈拍センサ５０は、有機薄膜受発光素子３０の有機薄膜発光素子２０と有機薄膜受光素子１０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。有機薄膜発光素子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、有機薄膜受光素子３０により受光される。図９（ｂ）に示すように、有機薄膜受光素子３０は、生体４５中を流れる動脈血中のヘモグロビンで反射された光の強度に応じて脈波シグナルを出力する。動脈血中のヘモグロビンは脈動によってその量が変化するため、脈波シグナルと時間との関係から脈拍を算出することができる。
【００６５】
［車両］  
有機薄膜受光素子１０を有する有機薄膜受発光素子３０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。
【００６６】
図１０は本実施形態による車両の説明に供する図である。図１０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。
【００６７】
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、有機薄膜受光素子１０を有する有機薄膜受発光素子３０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。
【００６８】
有機薄膜受光素子１０を有する有機薄膜受発光素子３０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・モニター可能である。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。
【００６９】
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、ドライバーの生体情報を脈拍として計測することができる。したがって、この脈拍シグナル自体、あるいは他の生理情報（呼吸、血圧等）との組合せ結果を解析することにより、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。
【００７０】
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。
【００７１】
このように、有機薄膜受光素子１０を有する有機薄膜受発光素子３０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ー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、有機薄膜受光素子１０を有する有機薄膜受発光素子３０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。
【００７２】
以上説明してきたように、本願発明の有機薄膜受光素子１０は、低電圧駆動でしかも暗電流を抑制し、光誘起電流感度を向上させているため、微弱光を高感度（Ｓ／Ｎ比２０以上）で検出可能となった。しかも、有機薄膜受光素子１０に適用する、電極及び光導電性有機薄膜層３に可溶性高分子を用いることで、基材１上にインクジェット等の印刷技術を用いて直接素子形成可能となるため、低コスト化も達成可能となった。
【００７３】
さらに、有機薄膜受光素子１０と発光素子２とを組合せた有機薄膜受発光素子３０とすることで、生体シグナル（例えば、脈波シグナル）をも検知可能となり、車両のステアリングホイールに配設することで、ドライバーの素手（平や指等）から脈波シグナルを高精度かつ安定してモニターすることができる。
【００７４】
［第２実施形態］  
図１１は、本実施形態による光導電性ナノロッド９またはナノチューブ９の説明に供する概略断面図である。
【００７５】
本実施形態は、前述の光導電性有機薄膜層３内に、特定波長の光を吸収し、光キャリアを生成輸送する能力を有する光導電性ナノロッド９、またはナノチューブ９を分散させることで光誘起電流の増大を可能にしたものである。上記光導電性有機薄膜層３へナノロッド９やナノチューブ９を分散させることによって、正孔輸送性を有するものが増加するので、光誘起電流を大きくすることができる。また、ナノロッド９やナノチューブ９のアスペクト比が大きくなるに従い、光誘起電流も増大する傾向にある。この理由はまだ定かでないが、入射した光を効率良く光吸収し、光キャリア数の向上に寄与すると考えられる。また、アスペクト比大であることから、発生した光キャリアの導電パスが確保され、移動度向上に寄与している（光キャリアの失活低減）と考えられる。そのようなカーボンナノロットのアスペクト比としては、例えば、１０を挙げることができる。
【００７６】
また、そのような光導電性ナノロッド９、またはナノチューブ９としては、上述したように、多数キャリアが正孔である正孔輸送性材料であることが望ましい。正孔輸送性材料としては、たとえば、フタロシアニン誘導体、ポルフィリン誘導体、メロシアニン誘導体、キナクリドン誘導体、トリフェニル・ジアミン誘導体やこれらの混合物、あるいは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、ポリアニリン（ＰＡＮＩ）、ポリピロール（ＰＰｙ）、ポリセレノフェン等の導電性高分子等を挙げることができる。これらの中でも、フタロシアニン誘導体、ポルフィリン誘導体、メロシアニン誘導体、キナクリドン誘導体、トリフェニル・ジアミン誘導体などが可視光域に強い吸収感度を持ち、光キャリア生成の点からも好ましい。
【００７７】
より具体的な光導電性ナノロッド９、またはナノチューブ９としては、カーボンナノロッド、酸化チタンナノロッド、カーボンナノチューブや各種化合物半導体のナノロッドあるいはナノチューブ等を挙げることができる。特に、カーボンナノロッドや酸化チタンナノロッド、カーボンナノチューブは光導電性の点、さらに光導電性有機薄膜層３とナノロッド９あるいはナノチューブ９の間のエネルギー差が小さいことがより好ましい。
【００７８】
その効果を図６により詳細に説明する。図６（ａ）には、光導電性有機薄膜層３として、ポリ銅フタロシアニン（ＰＣｕＰｃ）層内に、正孔輸送性を有するナノロッド９として、アスペクト比１０のカーボンナノロッドを１０ｗｔ％分散させた有機薄膜受光素子１０の印加電圧と光誘起電流との関係を挿入している。
【００７９】
図６からも明らかなように、第１の電極２と光導電性有機薄膜層３との間の界面における電位障壁形成の効果に加え、光導電性ナノロッド９を分散することで、光誘起電流がより増大していることが認められる。特に、印加電圧が２Ｖ以上になるとその増加は顕著になり、印加電圧１０Ｖになると、電位障壁形成のみ時の光誘起電流に比べ、約１桁も増大させることができる。
【００８０】
また、図６（ａ）の関係からデータを整理し直し、電界強度ＥとＳ／Ｎ比の関係をプロットしたのが図６（ｂ）である。電界強度Ｅが１０3Ｖ／ｃｍから１０5Ｖ／ｃｍ程度まではＳ／Ｎ比はゆるやかに増大していくのに対し、１０5Ｖ／ｃｍ以上になるとＳ／Ｎ比は顕著に増大していき、Ｅ＝１０6Ｖ／ｃｍでのＳ／Ｎ比は１０3を超えるレベルに達する。なお、ナノロッド９またはナノチューブ９の分散量は、使用する種類やサイズ等を考慮して適宜検討されなければならない。特に、光導電性有機薄膜層３のπ共役系高分子との親和性や、その層の厚さ等を踏まえ、均一分散できるようナノロッド９またはナノチューブ９の表面処理を施しても良い。
【００８１】
以上説明してきたように、光導電性ナノロッド９、またはナノチューブ９を分散することにより、Ｓ／Ｎ比を飛躍的に大きくすることが可能となり、微弱光検知のために有機薄膜受光素子１０が極めて有効である。
【００８２】
［実施例］  
以下、本実施に関わる有機薄膜受光素子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。
【００８３】
（評価）  
（１）仕事関数及びイオン化ポテンシャルの計測  
基材１上に形成した第１の電極２の仕事関数Φｍ、及び光導電性有機薄膜層３のイオン化ポテンシャルＩｐの値（イオンドープ処理前後の値）は、いずれも光電子分光装置（理研計器製、ＡＣ−２）で測定した。
【００８４】
（２）暗電流及び光誘起電流の計測  
作製した有機薄膜受光素子１０の暗電流Ｎ、及び光誘起電流Ｓはいずれも、温度一定の室温内のクライオスタットに設置し、真空状態（１０-3Ｔｏｒｒ）で行った。なお、光誘起電流Ｓ測定時の光照射は波長４７０ｎｍ、光強度１０μＷ／ｃｍ2の単色光とした。また、暗電流測定及び光誘起電流測定時の印加電圧は第１の電極２を正電圧とし、印加電圧は１０Ｖ一定とした。
【００８５】
また、Ｓ（光誘起電流）／Ｎ（暗電流）の比は、上記暗電流Ｎ及び光誘起電流Ｓの差から算出した。以下の実施例及び比較例で得られた結果を表１にまとめて示す。
【００８６】
（実施例１）  
図２Ａ記載の有機薄膜受光素子１０を形成すべく、素子の各層の材料として次のものを選択した。まず、フレキシブル基材１として、２５０μｍ厚のポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルムを準備した。
【００８７】
次に、前記ＰＥＴフィルム上に、Ｐｔを真空蒸着法により１００ｎｍ厚に形成し第１の電極２とした。その後、Ｐｔ薄膜表面に水酸化物イオンドープ処理（ＮａＯＨ水溶液濃度：ｐＨ＝１０、溶液温度：室温、浸漬時間：１０秒）を施し、８０℃にて乾燥を行い、イオンドープ処理面５を形成した。
【００８８】
さらに、上記処理面５の上に、正孔輸送性を有するポリ銅フタロシアニン（ＰＣｕＰｃ）薄膜をインクジェット装置を使って１００ｎｍ厚に形成し、光導電性有機薄膜層３とした。引き続き、光導電性有機薄膜層３上に透明導電膜ＩＴＯをスパッタ法により、１００ｎｍ厚に形成して第２の電極４とすることで、有機薄膜受光素子１０を作製した。なお、イオンドープ処理以降のプロセスは全てＡｒ雰囲気のグローボックス内で行った（以下の実施例においても、同様の処理を行ったので省略する）。
【００８９】
（実施例２）  
図２Ａ記載の有機薄膜受光素子１０を形成すべく、素子の各層の材料として次のものを選択した。まず、フレキシブル基材１として、２５０μｍ厚のポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルムを準備した。
【００９０】
次に、前記ＰＥＴフィルム上に、π共役系高分子であるポリアニリン（ＰＡＮＩ）をインクジェット法により１００ｎｍ厚に形成し第１の電極２とした。その後、ＰＡＮＩ薄膜表面に水酸化物イオンドープ処理（ＮａＯＨ水溶液濃度：ｐＨ＝１０、溶液温度：室温、浸漬時間：６秒）を施し、８０℃にて乾燥を行い、イオンドープ処理面５を形成した。
【００９１】
さらに、上記処理面５の上に、正孔輸送性を有するポリ銅フタロシアニン（ＰＣｕＰｃ）薄膜をインクジェット法により１００ｎｍ厚に形成し、光導電性有機薄膜層３とした。引き続き、光導電性有機薄膜層３上に透明導電膜ＩＴＯをスパッタ法により、１００ｎｍ厚に形成して第２の電極４とすることで、有機薄膜受光素子１０を作製した。
【００９２】
（実施例３）  
図２Ａ記載の有機薄膜受光素子１０を形成すべく、素子の各層の材料として次のものを選択した。まず、フレキシブル基材１として、２５０μｍ厚のポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルムを準備した。
【００９３】
次に、前記ＰＥＴフィルム上に、π共役系高分子であるポリアニリン（ＰＡＮＩ）をインクジェット法により１００ｎｍ厚に形成し第１の電極２とした。その後、ＰＡＮＩ薄膜表面に水酸化物イオンドープ処理（ＮａＯＨ水溶液濃度：ｐＨ＝１０、溶液温度：室温、浸漬時間：１０秒）を施し、８０℃にて乾燥を行い、イオンドープ処理面５を形成した。
【００９４】
さらに、上記処理面５の上に、正孔輸送性を有するポリ銅フタロシアニン（ＰＣｕＰｃ）薄膜をインクジェット法により１００ｎｍ厚に形成し、光導電性有機薄膜層３とした。引き続き、光導電性有機薄膜層３上に透明導電膜ＩＴＯをスパッタ法により、１００ｎｍ厚に形成して第２の電極４とすることで、有機薄膜受光素子１０を作製した。
【００９５】
（実施例4）  
図２Ａ記載の有機薄膜受光素子１０を形成すべく、素子の各層の材料として次のものを選択した。まず、フレキシブル基材１として、２５０μｍ厚のポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルムを準備した。
【００９６】
次に、前記ＰＥＴフィルム上に、π共役系高分子であるポリアニリン（ＰＡＮＩ）をインクジェット法により１００ｎｍ厚に形成し第１の電極２とした。その後、ＰＡＮＩ薄膜表面に水酸化物イオンドープ処理（ＮａＯＨ水溶液濃度：ｐＨ＝１０、溶液温度：室温、浸漬時間：２０秒）を施し、８０℃にて乾燥を行い、イオンドープ処理面５を形成した。
【００９７】
さらに、上記処理面５の上に、正孔輸送性を有するポリ銅フタロシアニン（ＰＣｕＰｃ）薄膜をインクジェット法により１００ｎｍ厚に形成し、光導電性有機薄膜層３とした。引き続き、光導電性有機薄膜層３上に透明導電膜ＩＴＯをスパッタ法により、１００ｎｍ厚に形成して第２の電極４とすることで、有機薄膜受光素子１０を作製した。
【００９８】
（実施例５）  
図２Ａ記載の有機薄膜受光素子１０を形成すべく、素子の各層の材料として次のものを選択した。まず、フレキシブル基材１として、２５０μｍ厚のポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルムを準備した。
【００９９】
次に、前記ＰＥＴフィルム上に、π共役系高分子であるポリエチレンジオキシチオフェン（ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ）をインクジェット法により１００ｎｍ厚に形成し第１の電極２とした。その後、ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ薄膜表面に水酸化物イオンドープ処理（ＮａＯＨ水溶液濃度：ｐＨ＝１０、溶液温度：室温、浸漬時間：１０秒）を施し、８０℃にて乾燥を行い、イオンドープ処理面５を形成した。
【０１００】
さらに、上記処理面５の上に、正孔輸送性を有するポリ銅フタロシアニン（ＰＣｕＰｃ）薄膜をインクジェット法により１００ｎｍ厚に形成し、光導電性有機薄膜層３とした。引き続き、光導電性有機薄膜層３上に透明導電膜ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳをインクジェット法により、１００ｎｍ厚に形成して第２の電極４とすることで、有機薄膜受光素子１０を作製した。
【０１０１】
（比較例１）  
図２Ａ記載の有機薄膜受光素子１０を形成すべく、素子の各層の材料として次のものを選択した。まず、フレキシブル基材１として、２５０μｍ厚のポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルムを準備した。
【０１０２】
次に、前記ＰＥＴフィルム上に、Ｐｔを真空蒸着法により１００ｎｍ厚に形成し第１の電極２とした。その後、上記第１の電極２の上に、正孔輸送性を有するポリ銅フタロシアニン（ＰＣｕＰｃ）薄膜をインクジェット法により１００ｎｍ厚に形成し、光導電性有機薄膜層３とした。引き続き、光導電性有機薄膜層３上に透明導電膜ＩＴＯをスパッタ法により、１００ｎｍ厚に形成して第２の電極４とすることで、有機薄膜受光素子１０を作製した。なお、第１の電極２形成以降のプロセスは全てＡｒ雰囲気のグローボックス内で行った（以下の比較例においても、同様の処理を行ったので省略する）。
【０１０３】
（比較例２）  
図２Ａ記載の有機薄膜受光素子１０を形成すべく、素子の各層の材料として次のものを選択した。まず、フレキシブル基材１として、２５０μｍ厚のポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルムを準備した。
【０１０４】
次に、前記ＰＥＴフィルム上に、π共役系高分子であるポリアニリン（ＰＡＮＩ）をインクジェット法によりにより１００ｎｍ厚に形成し第１の電極２とした。その後、上記第１の電極２の上に、正孔輸送性を有するポリ銅フタロシアニン（ＰＣｕＰｃ）薄膜をインクジェット法により１００ｎｍ厚に形成し、光導電性有機薄膜層３とした。引き続き、光導電性有機薄膜層３上に透明導電膜ＩＴＯをスパッタ法により、１００ｎｍ厚に形成して第２の電極４とすることで、有機薄膜受光素子１０を作製した。
【０１０５】
（比較例３）  
図２Ａ記載の有機薄膜受光素子１０を形成すべく、素子の各層の材料として次のものを選択した。まず、フレキシブル基材１として、２５０μｍ厚のポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルムを準備した。
【０１０６】
次に、前記ＰＥＴフィルム上に、π共役系高分子であるポリエチレンジオキシチオフェン（ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ）をインクジェット法により１００ｎｍ厚に形成し第１の電極２とした。その後、上記第１の電極２の上に、正孔輸送性を有するポリ銅フタロシアニン（ＰＣｕＰｃ）薄膜をインクジェット法により１００ｎｍ厚に形成し、光導電性有機薄膜層３とした。引き続き、光導電性有機薄膜層３上に透明導電膜ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳをインクジェット法により、１００ｎｍ厚に形成して第２の電極４とすることで、有機薄膜受光素子１０を作製した。
【０１０７】
【表１】
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【図面の簡単な説明】
【０１０８】
【図１】本発明の第１実施形態に係る有機薄膜受光素子１０を有する有機薄膜受発光素子３０の説明に供する概念図である。
【図２】本実施形態による有機薄膜受光素子１０の説明に供する概略断面図である。
【図３】本実施形態による有機薄膜受光素子１０に備えられるイオンドープ面５の説明に供するエネルギーバンド概略図である。
【図４】本実施形態による有機薄膜受光素子１０に備えられるイオンドープ面５の説明に供するエネルギーバンド概略図である。
【図５】ＩｐとΦｍのエネルギー差とＳ／Ｎ比の関係を示した図である。
【図６】ＩｐとΦｍのエネルギー差とＳ／Ｎ比の関係を示した図である。
【図７】本実施形態による有機薄膜受発光素子３０の説明に供する概略断面図である。
【図８】本実施形態による有機薄膜受発光素子アレイ４０の説明に供する図である。
【図９】本実施形態による脈拍センサ５０の説明に供する図である。
【図１０】本実施形態による車両の説明に供する図である。
【図１１】本実施形態による光導電性ナノロッド９またはナノチューブ９の説明に供する概略断面図である。
【符号の説明】
【０１０９】
１  基材、
２  第１の電極、
３  光導電性有機薄膜層、
４  第２の電極、
５  イオンドープ面、
６  電圧、
７  微小電流計、
８  光、
９  光導電性ナノロッドまたはナノチューブ、
１０  有機薄膜受光素子、
２０  有機薄膜発光素子、
２５  光遮蔽体、
３０  有機薄膜受発光素子、
４０  有機薄膜受発光素子アレイ、
５０  脈拍センサ、
６０  ステアリングホイール。
【図１】
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【図２】
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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３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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