DE102006030541A1 - Optische Anordnung - Google Patents

Optische Anordnung Download PDF

Info

Publication number
DE102006030541A1
DE102006030541A1 DE102006030541A DE102006030541A DE102006030541A1 DE 102006030541 A1 DE102006030541 A1 DE 102006030541A1 DE 102006030541 A DE102006030541 A DE 102006030541A DE 102006030541 A DE102006030541 A DE 102006030541A DE 102006030541 A1 DE102006030541 A1 DE 102006030541A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
electromagnetic radiation
arrangement according
elements
emitting
detecting elements
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
DE102006030541A
Other languages
English (en)
Other versions
DE102006030541B4 (de
Inventor
Uwe Dr. Vogel
Jörg AMELUNG
Daniel Kreye
Michael Dr. Scholles
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Original Assignee
Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV filed Critical Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Priority to DE102006030541A priority Critical patent/DE102006030541B4/de
Priority to JP2007157089A priority patent/JP5660589B2/ja
Priority to US11/763,035 priority patent/US8274034B2/en
Publication of DE102006030541A1 publication Critical patent/DE102006030541A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE102006030541B4 publication Critical patent/DE102006030541B4/de
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/12Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof structurally associated with, e.g. formed in or on a common substrate with, one or more electric light sources, e.g. electroluminescent light sources, and electrically or optically coupled thereto
    • H01L31/16Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof structurally associated with, e.g. formed in or on a common substrate with, one or more electric light sources, e.g. electroluminescent light sources, and electrically or optically coupled thereto the semiconductor device sensitive to radiation being controlled by the light source or sources
    • H01L31/167Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof structurally associated with, e.g. formed in or on a common substrate with, one or more electric light sources, e.g. electroluminescent light sources, and electrically or optically coupled thereto the semiconductor device sensitive to radiation being controlled by the light source or sources the light sources and the devices sensitive to radiation all being semiconductor devices characterised by potential barriers
    • H01L31/173Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof structurally associated with, e.g. formed in or on a common substrate with, one or more electric light sources, e.g. electroluminescent light sources, and electrically or optically coupled thereto the semiconductor device sensitive to radiation being controlled by the light source or sources the light sources and the devices sensitive to radiation all being semiconductor devices characterised by potential barriers formed in, or on, a common substrate
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10KORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K59/00Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one organic light-emitting element covered by group H10K50/00
    • H10K59/10OLED displays
    • H10K59/12Active-matrix OLED [AMOLED] displays
    • H10K59/13Active-matrix OLED [AMOLED] displays comprising photosensors that control luminance
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10KORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K59/00Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one organic light-emitting element covered by group H10K50/00
    • H10K59/60OLEDs integrated with inorganic light-sensitive elements, e.g. with inorganic solar cells or inorganic photodiodes
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/144Devices controlled by radiation
    • H01L27/146Imager structures
    • H01L27/14678Contact-type imagers

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Electroluminescent Light Sources (AREA)
  • Light Receiving Elements (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft optische Anordnungen, die bevorzugt auch miniaturisiert für unterschiedlichste Applikationen zur Verfügung gestellt werden können. Sie können in vielen Bereichen des Lebens und auch kommerziell eingesetzt werden und zwar immer dann, wenn Informationen visuell dargestellt und/oder optische Informationen erkannt und berücksichtigt werden sollen. Aufgabe der Erfindung ist es optische Anordnungen zur Verfügung zu stellen, mit denen unterschiedliche optische Informationen komplexer in einer Anordnung gemeinsam genutzt werden können. Die erfindungsgemäße optische Anordnung ist dabei so ausgebildet, dass sowohl elektromagnetische Strahlung emittierende, wie auch detektierende Elemente auf einem gemeinsamen Substrat angeordnet bzw. daran ausgebildet sind. Bevorzugt sind dabei jeweils eine Mehrzahl dieser Elemente gemeinsam vorhanden. Für bestimmte Anwendungen kann es aber auch ausreichend sein jeweils ein emittierendes oder ein detektierendes mit mehreren der jeweils anderen Elemente vorzusehen.

Description

  • Die Erfindung betrifft optische Anordnungen, die bevorzugt auch miniaturisiert für unterschiedlichste Applikationen zur Verfügung gestellt werden können. Sie können in vielen Bereichen des Lebens und auch kommerziell eingesetzt werden und zwar immer dann, wenn Informationen visuell dargestellt und/oder optische Informationen erkannt und berücksichtigt werden sollen.
  • So können beispielsweise „intelligente" Displays zu Verfügung gestellt werden, die besonders für interaktive Nutzungen geeignet sind.
  • Die Flut von den verschiedensten Informationssystemen und Umwelteinflüsse liefern eine entsprechend steigende Anzahl von angeforderten aber auch nicht angeforderten Informationen, die von Menschen verarbeitet oder berücksichtigt werden müssen bzw. sollen. Es fällt dabei immer schwerer deren Relevanz oder ihre jeweilige Wichtigkeit berücksichtigen zu können, insbesondere dann, wenn Entscheidungen in kurzer Zeit getroffen werden müssen. Für die Erfassung und auch Auswertung der Informationen ist aber auch ein enormer Zeitaufwand erforderlich.
  • Unabhängig davon haben sich in der Vergangenheit die elektronischen Systeme nicht wesentlich diesen Problemen angepasst, die technische Entwicklung ist quasi stehen geblieben und es wurden lediglich Anpassungen und Verbesserungen an bekannten Lösungen vorgenommen.
  • So sind Geräte oder Systeme bekannt, die optische und auch akustische Informationen wiedergeben oder auch aufnehmen bzw. speichern. In elektronischer Form können sie auch ausgewertet werden.
  • Für interaktive Anwendungen ist aber immer eine Aktivität von Nutzern erforderlich. Passiv wirkende Systeme sind eher selten im Einsatz und in ihrer Wirkung auch begrenzt. Häufig tritt durch den erforderlichen Aufwand für die Auswertung von Informationen auch ein zu großer Zeitverzug auf.
  • Geeignete optische Systeme sind entweder für die Erfassung, Anzeige, Übertragung oder Speicherung ausgebildet.
  • So sind verschiedene Technologien für Mikro-Displays zur visuellen Anzeige oder Darstellung von Informationen im Einsatz. Dabei werden Licht emittierende Dioden oder auch organische Leuchtdioden eingesetzt. Andere Lösungen, wie LCOS (Liquid Crystal an Silicon) oder MEMS-basierende Mikrodisplays sind lediglich modulierend und benötigen zusätzliche Lichtquellen. Au ßerdem ist das erreichbare Kontrastverhältnis klein.
  • Im Gegensatz dazu bieten organische Leuchtdioden (O-LED's) Vorteile. Sie können großflächiger hergestellt werden. Erfordern bei entsprechender Leuchtdichte kleinere elektrische Leistungen. Sie können aber auch sehr kleinformatig strukturiert hergestellt werden und so eine höhere Auflösung bieten. Auch unterschiedliche Wellenlängenbereiche von ihnen emittierter elektromagnetischer Strahlung können mit ihnen abgedeckt werden. So kann monochrome Strahlung aber auch ein größeres Spektrum, bis hin zum Weißlicht emittiert werden.
  • Ihre Herstellung basiert auf bekannten Technologien, bei denen rückseitig CMOS-Strukturen gemeinsam mit anderen aktiven elektronischen Elementen vorhanden sein können.
  • Es sind aber auch reine Bilderfassungssysteme im Einsatz, wie beispielsweise elektronische Bildaufnahmesysteme (Kameras), mit denen optische Informationen erfasst, ggf. zwischengespeichert, übertragen oder gleich auf einem gesonderten Display angezeigt werden können.
  • Es ist daher Aufgabe der Erfindung optische Anordnungen zur Verfügung zu stellen, mit denen unterschiedliche optische Informationen komplexer in einer Anordnung gemeinsam genutzt werden können.
  • Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit einer Anordnung, die die Merkmale des Anspruchs 1 aufweist, gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung können mit in untergeordneten Ansprüchen bezeichneten Merkmalen erreicht werden. Mög liche Verwendungen der Erfindung sind in den Ansprüchen 20 bis 22 benannt.
  • Die erfindungsgemäße optische Anordnung ist dabei so ausgebildet, dass sowohl elektromagnetische Strahlung emittierende, wie auch detektierende Elemente auf einem gemeinsamen Substrat angeordnet bzw. daran ausgebildet sind. Bevorzugt sind dabei jeweils eine Mehrzahl dieser Elemente gemeinsam vorhanden. Für bestimmte Anwendungen kann es aber auch ausreichend sein jeweils ein emittierendes oder ein detektierendes mit mehreren der jeweils anderen Elemente vorzusehen.
  • So kann beispielsweise ein emittierendes Element mit einer Vielzahl detektierender Elemente an einer Anordnung für eine Beleuchtung eines visuell zu beobachtenden Vorfeldes eingesetzt sein.
  • Emittierende und detektierende Elemente können dabei diskret zu- und nebeneinander angeordnet sein, so dass sie jeweils getrennt voneinander oder gemeinsam eine Matrix- oder Array-Anordnung bilden.
  • Insbesondere für interaktive Anwendungen ist es vorteilhaft eine Vielzahl von kleinformatigen emittierenden und detektierenden Elementen vorzusehen. Diese können dann gleich- und/oder regelmäßig über die Fläche einer Anordnung verteilt angeordnet sein. Dies sollte zumindest innerhalb bestimmter Flächenbereiche der Fall sein.
  • Dabei können auch gleiche Flächenverhältnisse über die Gesamtfläche eingehalten worden sein, d.h. innerhalb der gesamten Fläche einer Anordnung oder auch innerhalb von Bereichen der Fläche sind jeweils gleiche Flächenanteile emittierenden und detektierenden Elementen zugeordnet. So kann beispielsweise von 60% elektromagnetische Strahlung emittiert und über 40% elektromagnetische Strahlung detektiert werden. Es können aber auch an die jeweilige Applikation angepasst, andere Verhältnisse gewählt werden.
  • Als elektromagnetische Strahlung emittierende Elemente können bevorzugt Licht emittierende Dioden (LED's) und/oder organische Leuchtdioden an einer optischen Anordnung eingesetzt werden, wobei organische Leuchtdioden weiter bevorzugt sind, da sie in CMOS-Technologie integrierbar sind.
  • Für eine Detektion einfallender elektromagnetischer Strahlung können Photodioden und/oder CMOS-Photodioden vorhanden sein. Die Detektion kann aber auch mit anderen in CMOS-Technologie herstellbaren Elementen, wie z.B. CMOS-Photo-Transistoren oder CMOS-Photo-Feldeffekttransistoren erfolgen.
  • Dabei kann die Auswahl auch unter Berücksichtigung einer gewünschten Wellenlängenselektivität von elektromagnetischer Strahlung getroffen werden. Analog trifft dies aber auch auf Strahlung emittierende Elemente zu. So kann z.B. der gesamte oder auch nur ein Teilbereich des sichtbaren oder des nahen infraroten Lichts abgedeckt sein.
  • Mit entsprechender Auswahl von Elementen kann aber auch ein entsprechend größerer Wellenlängenbereich so berücksichtigt werden, also sowohl sichtbares Licht, wie auch Licht im nahen infraroten Bereich berücksichtigt werden. Hierbei können die Empfindlichkeiten für die unterschiedlichen Wellenlängenbereiche der Strahlung für Photodioden und CMOS-Sensoren berücksichtigt und ausgenutzt werden.
  • Für bestimmte Applikationen kann eine erfindungsgemäße Anordnung aber auch ausschließlich für elektromagnetische Strahlung im Wellenlängenbereich des nicht sichtbaren Lichts, bevorzugt bei größeren Wellenlängen, ausgelegt werden. Für eine Überwachung kann so entsprechend beleuchtet und detektiert werden, so dass dies, ohne zusätzliche für diese Strahlung geeignete Hilfsmittel nicht erkannt werden kann.
  • Eine erfindungsgemäße optische Anordnung kann mit einer für elektromagnetische Strahlung transparenten Abdeckung, an der Seite der Anordnung von der Strahlung emittiert und über die einfallende Strahlung detektiert werden kann, versehen sein. Eine solche kann neben einer Schutzfunktion auch optisch wirksam sei. Hierfür können optische Strukturelemente an einer Abdeckung vorgesehen und in Bezug zu emittierenden und/oder detektierenden Elementen angeordnet sein. Die optischen Strukturelemente können dabei eine Fokussierung der Strahlung oder auch eine Strahlaufweitung (Vergrößerung der Divergenz) erreichen.
  • So kann beispielsweise eine größere Fläche beleuchtet, Bildsignale einer größeren Fläche mit anderer Tiefenschärfe erfasst oder optische Informationen in vergrößerter Form angezeigt werden. Auch eine Optimierung der erforderlichen Größe einer erfindungsgemäßen Anordnung für eine ins Auge gefasste Applikation kann so vorgenommen werden, indem beispielsweise der Flächenanteil, der für detektierende Elemente an einem Substrat kleiner gehalten werden kann, wenn die einfallende Strahlung in Richtung auf detektierende Elemente fokussiert wird.
  • Die emittierenden und die detektierenden Elemente sind mit einer elektronischen Auswerte- und Steuereinheit verbunden. So können die eigentlich unterschiedlichen Funktionen der Elemente in Kombination miteinander genutzt werden, was sehr gut mit der jeweiligen Applikation in Einklang gebracht werden kann.
  • So besteht die Möglichkeit mittels detektierender Elemente die emittierenden Elemente zu beeinflussen. Treten beispielsweise beim Betrieb Veränderungen der Funktionalität von emittierenden Elementen auf, kann eine von Vorgaben abweichende Leuchtdichte, auch lokal differenziert über die Fläche einer erfindungsgemäßen Anordnung erfasst und dann gezielt eine diesem Sachverhalt angepasste Ansteuerung aller bzw. der jeweiligen emittierenden Elemente erfolgen. Dies bildet quasi eine online-Regelung und es kann auf gesonderte Kalibrierungen verzichtet werden. In ähnlicher Form können aber auch die jeweiligen Lichtverhältnisse im Umfeld berücksichtigt und eine Anpassung der Leuchtdichte emittierter elektromagnetischer Strahlung vorgenommen werden.
  • Für interaktive Anwendungen können aber mit detektierenden Elementen Informationen visuell erfasst und dann durch dementsprechende Steuerung aller oder auch einzelner ausgewählter elektromagnetische Strahlung emittierender Elemente reagiert werden. Es besteht aber auch die Möglichkeit diese visuell erfassten Informationen in anderer Form zu berücksichtigen.
  • So können beispielsweise die verschiedensten Parameter optisch detektiert werden. Dies kann beispielsweise bei der Überwachung von Prozessen oder auch der Bearbeitung von Werkstücken der Fall sein, bei denen Situationen mit sich verändernden Bedingungen auftreten können. So kann beispielsweise eine Veränderung von emittierter elektromagnetischer Strahlung bei einem Prozess oder an einem Werkstück oder Bauteil detektiert und mit den erhaltenen und erfassten Informationen reagiert werden. Dies kann beispielsweise durch Anzeige oder Abbildung auf oder von einer erfindungsgemäßen Anordnung erfolgen. Die Informationen können aber auch parallel dazu ausgewertet und weiterverarbeitet werden.
  • Eine Anwendung der Erfindung kann auch bei verschiedensten multimedialen Applikationen, wie z.B. im Büro, elektronischen Spielen oder der Kommunikation eingesetzt werden. Ein Einsatz ist auch im sportlichen Bereich, beispielsweise bei interaktiven Zielvorrichtungen für Sportschützen oder Biathleten möglich. In der Industrie können eine Überwachung bzw. Wartung von Anlagen oder Maschinen durchgeführt werden. Es ist auch möglich Logistikinformationen zu erfassen und visuell darzustellen.
  • Mit der Erfindung können aber auch physiologische Parameter von Lebewesen detektiert werden. So kann beispielsweise eine Detektion an Augen von Lebewesen durchgeführt werden. Dadurch kann z.B. der Puls des Blutkreislaufs, der Blutdruck und/oder die jeweilige Aufmerksamkeit eines Lebewesens detektiert werden. Hierfür kann eine erfindungsgemäße Anordnung in einem Gehäuse aufgenommen sein, das auf mindestens ein Auge eines Lebewesens aufsetzbar ist. Das Gehäuse kann hierfür zumindest bereichsweise optisch transparent sein. Dadurch kann das jeweilige Lebewesen sowohl das Umfeld visuell weiter betrachten. Die Bildinformationen können durch Projektion im Gehäuse abgebildet und auch vom Lebewesen visuell erfasst werden. Durch die Möglichkeit der optischen Detektion kann interaktiv die Reaktion des Lebewesens erfasst und daraufhin reagiert werden. Dabei können Informationen in verschiedener Form berücksichtigt werden. So können bestimmte Steuersignale, beispielsweise zur Beeinflussung von elektromagnetische Strahlung emittierenden Elementen generiert werden. Es können aber auch Warnsignale generiert werden, wenn z.B. kritische Physiologische Parameter, wie eine reduzierte Aufmerksamkeit, erfasst worden ist.
  • Für diese aber auch für andere, insbesondere interaktive Anwendungen, kann es vorteilhaft sein elektromagnetische Strahlung emittierende und detektierende Elemente alternierend oder auch in anderer Form sequentiell zu betreiben. So kann mit einer vorgebbaren Frequenz eine Umschaltung zwischen Emission und Detektion vorgenommen werden. Die Frequenz kann dabei so gewählt werden, dass dies mit dem menschlichen Auge nicht erfasst werden kann.
  • Die elektromagnetische Strahlung emittierenden Elemente können in an sich bekannter Form an Substraten ausgebildet sein. Daneben können aber auch die Strahlung detektierenden Elemente mit geeigneter Strukturierung auf der Oberfläche des jeweiligen Substrates oder auch daran ausgebildet werden. Dies kann in CMOS-Technologie erfolgen. So können ein oder mehrere elektromagnetische Strahlung emittierende Elemente auf einer an der Oberfläche eines CMOS-Substrates ausgebildeten Metallschicht/-elektrode, als organische Leuchtdiode(n) ausgebildet sein. Die emittierenden Elemente können dabei jeweils einzeln angesteuert werden, um eine lokal gezielte Emission elektromagnetischer Strahlung zu erreichen. Dabei können die je weilige Intensität/Leuchtdichte und/oder auch die jeweiligen Wellenlängen, also die Farbe, der emittierten elektromagnetischen Strahlung beeinflusst werden.
  • Unterhalb von emittierenden oder auch detektierenden Elementen können weitere aktive und passive elektronische/elektrische Bauelemente, wie z.B. Transistoren oder Kondensatoren, für die Verstärkung, Speicherung und/oder Ansteuerung der einzelnen Elemente vorhanden sein.
  • Es besteht aber auch die Möglichkeit an einem Substrat integrierte Photodioden auszubilden. Hierzu kann in einer Ausführungsform für jeweils ein solches detektierendes Element innerhalb eines p-leitenden Umfeldes oder an einem solchen Substrat ein n-leitender Bereich ausgebildet werden. Ein solcher n-leitender Bereich kann dabei, wie eine Wanne im gleitenden Werkstoff ausgebildet werden.
  • Ein Substrat kann aus Silicium gebildet sein, das ggf. auch entsprechend dotiert sein kann.
  • Nachfolgend soll die Erfindung beispielhaft näher erläutert werden.
  • Dabei zeigen:
  • 1 eine Schnittdarstellung durch einen Teil eines Beispiels einer erfindungsgemäßen Anordnung und
  • 2 eine Draufsicht auf ein Beispiel einer erfindungsgemäßen Anordnung.
  • Aus der schematischen Darstellung nach 1 ist ein möglicher Aufbau eines Beispiels einer erfin dungsgemäßen Anordnung entnehmbar. Dabei ist an einem Substrat 1 aus Silicium ein Aufbau mit organischen Leuchtdioden 2, in an sich bekannter Ausführung, als elektromagnetische Strahlung emittierende Elemente, vorhanden. Außerdem sind metallische Schichten in strukturierter Form ausgebildet worden, die elektrische Leiter und elektronische Komponenten bilden. So ist ein Transistor 3' einer organischen Leuchtdiode 2 zugeordnet.
  • Bei dem in 1 gezeigten Beispiel sind eine Photodiode 3, als elektromagnetische Strahlung detektierendes Element und ein Transistor 3' ausgebildet worden. Dabei wurden im Substrat 1 wannenförmige n-leitende Bereiche 10 ausgebildet, die mit Feldoxid 6 voneinander getrennt sind. Am Transistor 3' sind ein Gate 7 und Kanalimplantationen 11 in CMOS-Technologie ausgebildet. Die elektrisch leitende Verbindung ist mit der metallischen Leiterstruktur 8 dazu hergestellt.
  • Organische Leuchtdioden 2 und elektromagnetische Strahlung detektierende Elemente 3 können so angeordnet sein, dass elektromagnetische Strahlung zwischen organischen Leuchtdioden einfallen und mit elektromagnetische Strahlung detektierenden Elementen 3 erfasst werden kann. Für den Fall, dass für elektromagnetische Strahlung transparente organische Leuchtdioden 2 vorhanden sind, kann auf eine solche Abstände zwischen organischen Leuchtdioden 2 aufweisende Anordnung ggf. verzichtet werden. Die transparenten organischen Leuchtdioden 2 können dann oberhalb von detektierenden Elementen 3 angeordnet sein und diese abdecken. In diesem Fall wäre aber eine alternierende Ansteuerung mit Wechsel von Emission und Detektion elektromagnetischer Strahlung günstiger.
  • Bei dem hier gezeigten Beispiel sind in drei Ebenen metallische Strukturen 4, 8 und 9 für eine Ansteuerung der Elemente ausgebildet. Es können aber auch lediglich in zwei oder mehr als drei Ebenen solche Strukturen 4, 8 oder 9 ausgebildet worden sein.
  • Mit der in 2 gezeigten Draufsicht auf eine erfindungsgemäße optische Anordnung in einer als Display geeigneten Ausführung, soll eine mögliche Anordnung verdeutlicht werden.
  • Hierbei sind jeweils drei elektromagnetische Strahlung emittierende organische Leuchtdioden nebeneinander angeordnet, die elektromagnetische Strahlung im Wellenlängenbereichen des roten, grünen und blauen Lichtes emittieren. In Zwischenräumen sind dann entsprechende detektierende Elemente angeordnet. So kann eine regelmäßige Anordnung von elektromagnetische Strahlung emittierenden und detektierenden Elementen erhalten werden.

Claims (22)

  1. Optische Anordnung, bei der auf einem gemeinsamen Substrat mindestens ein elektromagnetische Strahlung emittierendes (2) mit mehreren elektromagnetische Strahlung detektierende Element(en) (3) oder mindestens ein elektromagnetische Strahlung detektierendes mit mehreren elektromagnetische Strahlung emittierenden Element(en) (2) angeordnet oder daran ausgebildet und mit einer elektronischen Auswerte- und Steuereinheit verbunden sind.
  2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass emittierende Elemente (2) und detektierende Elemente (3) diskret zu- und nebeneinander angeordnet sind.
  3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass elektromagnetische Strahlung emittierende Elemente (2) als organische Leuchtdioden oder Licht emittierende Dioden ausgebildet sind.
  4. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass elektromagnetische Strahlung detektierende Elemente als Photodioden (3) oder CMOS-Sensoren ausgebildet sind.
  5. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass elektromagnetische Strahlung emittierende Elemente (2) und elektromagnetische Strahlung detektierende Ele mente (3) gleichmäßig verteilt über die gesamte Fläche der Anordnung angeordnet sind.
  6. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass elektromagnetische Strahlung emittierende Elemente (2) und elektromagnetische Strahlung detektierende Elemente (3) abdecken.
  7. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass elektromagnetische Strahlung emittierende Elemente (2) und elektromagnetische Strahlung detektierende Elemente (3) für elektromagnetische Strahlung im Wellenlängenbereich des sichtbaren Lichtes ausgebildet sind.
  8. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils gleiche Flächenverhältnisse, die elektromagnetische Strahlung emittierende Elemente (2) und elektromagnetische Strahlung detektierende Elemente (3) für elektromagnetische Strahlung im Wellenlängenbereich des nahen infraroten Lichtes ausgebildet sind.
  9. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche mit einer für elektromagnetische Strahlung transparenten Abdeckung geschützt ist.
  10. Anordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass an der Abdeckung den elektromagnetische Strahlung emittierenden und/oder detektierenden Elementen (2, 3) zugeordnete optische Strukturelemente ausgebildet sind.
  11. Anordnung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass optische Strukturelemente elektromagnetische Strahlung fokussieren oder aufweiten.
  12. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Substrat (1) mit einer CMOS-Struktur versehen ist.
  13. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass elektromagnetische Strahlung detektierende Elemente (3) Sperrschicht-Photodetektoren sind.
  14. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass elektromagnetische Strahlung emittierende Elemente (2) mittels der von elektromagnetischer Strahlung detektierenden Elementen (3) erfassten Signalen steuerbar sind.
  15. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass elektromagnetische Strahlung detektierende Elemente (3), die in unterschiedlichen Wellenlängenbereichen sensitiv sind, vorhanden sind.
  16. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Anordnung in einem Gehäuse aufgenommen ist, das auf mindestens ein Auge eines Lebewesens aufsetzbar ist.
  17. Anordnung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse zumindest bereichsweise für elektromagnetische Strahlung transparent ist.
  18. Anordnung nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, dass von emittierenden Elementen (2) emittierte elektromagnetische Strahlung auf einem transparenten Teil des Gehäuses abgebildet ist.
  19. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass elektromagnetische Strahlung alternierend oder sequentiell emittierbar und detektierbar ist.
  20. Verwendung einer Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche für die gleichzeitige visuelle Anzeige von Informationen und/oder eine Beleuchtung sowie die Erfassung optischer Bildinformationen.
  21. Verwendung einer Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 19, für die Erfassung physiologischer Parameter von Lebewesen.
  22. Verwendung einer Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 19, für interaktive Anwendungen in Verbindung mit den von elektromagnetische Strahlung detektierenden Elementen (3) erfassten Informationen oder physiologischer Parameter.
DE102006030541A 2006-06-23 2006-06-23 Optische Anordnung Active DE102006030541B4 (de)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102006030541A DE102006030541B4 (de) 2006-06-23 2006-06-23 Optische Anordnung
JP2007157089A JP5660589B2 (ja) 2006-06-23 2007-06-14 光学装置およびその利用方法
US11/763,035 US8274034B2 (en) 2006-06-23 2007-06-14 Optical arrangement comprising emitters and detectors on a common substrate

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102006030541A DE102006030541B4 (de) 2006-06-23 2006-06-23 Optische Anordnung

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE102006030541A1 true DE102006030541A1 (de) 2007-12-27
DE102006030541B4 DE102006030541B4 (de) 2010-05-12

Family

ID=38721267

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102006030541A Active DE102006030541B4 (de) 2006-06-23 2006-06-23 Optische Anordnung

Country Status (3)

Country Link
US (1) US8274034B2 (de)
JP (1) JP5660589B2 (de)
DE (1) DE102006030541B4 (de)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7897961B2 (en) 2006-08-31 2011-03-01 Fraunhofer-Gesellschaft Zur Foerderung Der Angewandten Forschung E.V. Reflex coupler with integrated organic light emitter
DE102010019667A1 (de) 2010-04-28 2011-11-03 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Schaltungsanordnung für in einer zweidimensionalen Matrix angeordnete organische Leuchtdioden
WO2012163312A1 (de) 2011-05-31 2012-12-06 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Bidirektionales display und ansteuerung desselben
WO2016041978A1 (de) 2014-09-19 2016-03-24 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e. V. Verfahren zum betreiben eines bidirektionalen displays
DE102015109044A1 (de) 2015-06-09 2016-12-15 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Bauteil zum Detektieren elektromagnetischer Strahlung
WO2020259996A1 (de) 2019-06-25 2020-12-30 Sentronic GmbH - Gesellschaft für optische Meßsysteme Sensormodul zur multiparametrischen analyse eines mediums
US11839484B2 (en) 2020-05-29 2023-12-12 Fraunhofer-Gesellschaft Zur Foerderung Der Angewandten Forschung E.V. Method and device for the objective determination of capillary refill behavior on a human body surface

Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI384666B (zh) * 2008-04-10 2013-02-01 Univ Nat Chiao Tung Light detection device structure
CN105932020B (zh) * 2010-07-30 2019-03-15 晶元光电股份有限公司 整合式发光装置
US11593776B2 (en) 2012-09-07 2023-02-28 Studebaker & Brackett PC Communication device to sense one or more biometric characteristics of a user
US9122966B2 (en) 2012-09-07 2015-09-01 Lawrence F. Glaser Communication device
JP6424456B2 (ja) 2013-07-17 2018-11-21 セイコーエプソン株式会社 発光装置、発光装置の製造方法、受発光装置、電子機器
WO2015074005A1 (en) 2013-11-17 2015-05-21 Quantum-Si Incorporated Active-source-pixel, integrated device for rapid analysis of biological and chemical speciments
JP6930911B2 (ja) 2014-08-08 2021-09-01 クアンタム−エスアイ インコーポレイテッドQuantum−Si Incorporated 分子の探索、検出、および解析のための外部光源を備える集積装置
CN111710687B (zh) 2014-08-08 2023-11-14 宽腾矽公司 基于入射光子到达时间的识别、成像、测序法及存储介质
US9921157B2 (en) 2014-08-08 2018-03-20 Quantum-Si Incorporated Optical system and assay chip for probing, detecting and analyzing molecules
US10174363B2 (en) 2015-05-20 2019-01-08 Quantum-Si Incorporated Methods for nucleic acid sequencing
US10115000B2 (en) 2015-12-11 2018-10-30 Synaptics Incorporated Method and system for optical imaging using patterned illumination
US9703374B1 (en) 2015-12-16 2017-07-11 Google, Inc. In-cell gaze tracking for near-eye display
CA3012705A1 (en) 2016-02-17 2017-08-24 Tesseract Health, Inc. Sensor and device for lifetime imaging and detection applications
BR112019012540A2 (pt) 2016-12-22 2019-11-12 Quantum-Si Incorporated fotodetector integrado com pixel de acondicionamento direto
CA3108295A1 (en) 2018-06-22 2019-12-26 Quantum-Si Incorporated Integrated photodetector with charge storage bin of varied detection time
EP4006994A1 (de) * 2020-11-26 2022-06-01 Stmicroelectronics (Grenoble 2) Sas Optoelektronische vorrichtung

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2002046822A1 (en) * 2000-12-06 2002-06-13 Lyden Aake A device for viewing objects at a distance from a user of the device
DE10061298A1 (de) * 2000-12-08 2002-06-27 Siemens Ag Signalüberträger auf der Basis von organischem Material, Herstellungsverfahren dazu und Verwendungen
WO2004006350A2 (en) * 2002-07-03 2004-01-15 Cambridge Display Technology Limited Combined information display and information input device
EP1463117A2 (de) * 2003-03-28 2004-09-29 Eastman Kodak Company Oled Anzeigevorrichtung mit Photosensor

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4014321A (en) * 1974-11-25 1977-03-29 March Wayne F Non-invasive glucose sensor system
JPH08293092A (ja) 1995-04-20 1996-11-05 Hitachi Ltd 光通信装置
US6005262A (en) * 1997-08-20 1999-12-21 Lucent Technologies Inc. Flip-chip bonded VCSEL CMOS circuit with silicon monitor detector
US6721503B1 (en) * 1998-08-26 2004-04-13 Georgia Tech Research Corporation System and method for bi-directional optical communication using stacked emitters and detectors
US6788895B2 (en) * 1999-12-10 2004-09-07 Altera Corporation Security mapping and auto reconfiguration
DE10022619A1 (de) * 2000-04-28 2001-12-06 Heidenhain Gmbh Dr Johannes Abtasteinheit für eine optische Positionsmesseinrichtung
GB0024804D0 (en) * 2000-10-10 2000-11-22 Microemissive Displays Ltd An optoelectronic device
US6724012B2 (en) * 2000-12-14 2004-04-20 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Display matrix with pixels having sensor and light emitting portions
JP2003037564A (ja) 2001-07-25 2003-02-07 Denso Corp 光通信ユニット
US6748254B2 (en) * 2001-10-12 2004-06-08 Nellcor Puritan Bennett Incorporated Stacked adhesive optical sensor
KR20040076330A (ko) * 2003-02-25 2004-09-01 삼성전자주식회사 실리콘 광소자 및 이를 적용한 광신호 입출력장치
US7026701B2 (en) * 2003-03-04 2006-04-11 Spectalis Corp. Schottky barrier photodetectors
FR2857482B1 (fr) * 2003-07-09 2005-10-21 Groupe Ecoles Telecomm Dispositif d'imagerie optique, destine notamment a la reconnaissance d'empreintes digitales
US7333684B2 (en) * 2004-03-25 2008-02-19 Integrated Crystal Technology Incorporated Stack-integrated package of optical transceiver for single core full duplex fiber communications
US7768650B2 (en) * 2004-04-21 2010-08-03 Michael Bazylenko Optoelectronic biochip
US7485847B2 (en) * 2004-12-08 2009-02-03 Georgia Tech Research Corporation Displacement sensor employing discrete light pulse detection
US20060183986A1 (en) * 2005-02-11 2006-08-17 Rice Mark J Intraocular lens measurement of blood glucose
WO2007056110A2 (en) * 2005-11-02 2007-05-18 Microvision, Inc. Image projector with selectable display modes

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2002046822A1 (en) * 2000-12-06 2002-06-13 Lyden Aake A device for viewing objects at a distance from a user of the device
DE10061298A1 (de) * 2000-12-08 2002-06-27 Siemens Ag Signalüberträger auf der Basis von organischem Material, Herstellungsverfahren dazu und Verwendungen
WO2004006350A2 (en) * 2002-07-03 2004-01-15 Cambridge Display Technology Limited Combined information display and information input device
EP1463117A2 (de) * 2003-03-28 2004-09-29 Eastman Kodak Company Oled Anzeigevorrichtung mit Photosensor

Cited By (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102006040790B4 (de) * 2006-08-31 2012-04-26 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Reflexkoppler mit integriertem organischen Lichtemitter sowie Verwendung eines solchen Reflexkopplers
US7897961B2 (en) 2006-08-31 2011-03-01 Fraunhofer-Gesellschaft Zur Foerderung Der Angewandten Forschung E.V. Reflex coupler with integrated organic light emitter
US9066379B2 (en) 2010-04-28 2015-06-23 Fraunhofer-Geselleschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Pixel circuit for an active matrix OLED display
DE102010019667A1 (de) 2010-04-28 2011-11-03 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Schaltungsanordnung für in einer zweidimensionalen Matrix angeordnete organische Leuchtdioden
WO2011134461A1 (de) 2010-04-28 2011-11-03 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Pixelschaltung für ein aktiv-matrix oled-display
DE102010019667B4 (de) * 2010-04-28 2014-02-20 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Schaltungsanordnung für in einer zweidimensionalen Matrix angeordnete organische Leuchtdioden
US9507412B2 (en) 2011-05-31 2016-11-29 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Bidirectional display and triggering thereof
WO2012163312A1 (de) 2011-05-31 2012-12-06 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Bidirektionales display und ansteuerung desselben
WO2016041978A1 (de) 2014-09-19 2016-03-24 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e. V. Verfahren zum betreiben eines bidirektionalen displays
US10319287B2 (en) 2014-09-19 2019-06-11 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Method for operating bi-directional display
DE102015109044A1 (de) 2015-06-09 2016-12-15 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Bauteil zum Detektieren elektromagnetischer Strahlung
WO2016198382A1 (de) 2015-06-09 2016-12-15 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e. V. Bauteil zum detektieren elektromagnetischer strahlung
WO2020259996A1 (de) 2019-06-25 2020-12-30 Sentronic GmbH - Gesellschaft für optische Meßsysteme Sensormodul zur multiparametrischen analyse eines mediums
DE102019117045A1 (de) * 2019-06-25 2020-12-31 Sentronic GmbH - Gesellschaft für optische Meßsysteme Sensormodul zur multiparametrischen Analyse eines Mediums
DE102019117045B4 (de) * 2019-06-25 2021-01-07 Sentronic GmbH - Gesellschaft für optische Meßsysteme Sensormodul zur multiparametrischen Analyse eines Mediums
US11733168B2 (en) 2019-06-25 2023-08-22 Sentronic Gmbh—Gesellschaft Für Optische Messsysteme Sensor module for multiparametrically analysing a medium
US11839484B2 (en) 2020-05-29 2023-12-12 Fraunhofer-Gesellschaft Zur Foerderung Der Angewandten Forschung E.V. Method and device for the objective determination of capillary refill behavior on a human body surface

Also Published As

Publication number Publication date
JP5660589B2 (ja) 2015-01-28
DE102006030541B4 (de) 2010-05-12
US20100012817A1 (en) 2010-01-21
JP2008042175A (ja) 2008-02-21
US8274034B2 (en) 2012-09-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102006030541B4 (de) Optische Anordnung
DE10245933B4 (de) Einrichtung zur Erzeugung eines gebündelten Lichtstroms
EP3218794B1 (de) Anzeigevorrichtung und verfahren zum betreiben einer solchen anzeigevorrichtung
EP1425803B1 (de) Elektrolumineszente Lichtemissionseinrichtung
EP3108286B1 (de) Anzeigevorrichtung
DE102016122237A1 (de) Multipixel-LED-Bauteil und Verfahren zum Betreiben eines Multipixel-LED-Bauteils
DE102004056978A1 (de) LED-Beleuchtungssystem mit einem Intensitätsüberwachungssystem
DE10319274A1 (de) Lichtquelle
DE102008005935A1 (de) Halbleiteranordnung sowie Verfahren zur Herstellung einer Halbleiteranordnung
WO2009003725A2 (de) Dokumenterfassungssystem und dokumenterfassungsverfahren
DE102017103884A1 (de) Beleuchtungseinrichtung, elektronisches Gerät mit einer Beleuchtungseinrichtung und Verwendung einer Beleuchtungseinrichtung
DE102009032886A1 (de) Leuchtdiodenbauteil, Leuchtdiodenmodul und Anzeigevorrichtung
DE102018119376A1 (de) Display zur Darstellung einer optischen Information
DE102016103324A1 (de) Videowand-Modul und Verfahren zum Herstellen eines Videowand-Moduls
DE19831607B4 (de) Lineares Beleuchtungsbauelement und Bildlesevorrichtung, welche dieses verwendet
WO2020030716A1 (de) Anzeigevorrichtung
DE112020005892T5 (de) Elektronische vorrichtung
DE102015118433A1 (de) Optoelektronisches Bauelement und Verfahren zu seiner Herstellung
DE102011016308A1 (de) Anzeigevorrichtung
DE112021004550T5 (de) Bildanzeigevorrichtung und elektronische einrichtung
WO2019072525A1 (de) Optoelektronisches modul und anzeigeelement
DE112017000574B4 (de) Leuchtvorrichtung
DE102015111379A1 (de) Optoelektronischer Sensor
DE102009009599A1 (de) Abbildendes optisches System
DE102008055714B4 (de) Semitransparente Beleuchtungsvorrichtung

Legal Events

Date Code Title Description
ON Later submitted papers
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
8364 No opposition during term of opposition
R079 Amendment of ipc main class

Free format text: PREVIOUS MAIN CLASS: H01L0027320000

Ipc: H10K0059000000