WO2015000009A1 - Speicher-sensoranordnung mit einem sensorelement und einem speicher - Google Patents

Speicher-sensoranordnung mit einem sensorelement und einem speicher Download PDF

Info

Publication number
WO2015000009A1
WO2015000009A1 PCT/AT2014/050150 AT2014050150W WO2015000009A1 WO 2015000009 A1 WO2015000009 A1 WO 2015000009A1 AT 2014050150 W AT2014050150 W AT 2014050150W WO 2015000009 A1 WO2015000009 A1 WO 2015000009A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
sensor arrangement
cell
memory
sensor element
multistable
Prior art date
Application number
PCT/AT2014/050150
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Emil J. W. List
Stefan SAX
Sebastian NAU
Original Assignee
Nanoteccenter Weiz Forschungsgesellschaft Mbh
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 Nanoteccenter Weiz Forschungsgesellschaft Mbh filed Critical Nanoteccenter Weiz Forschungsgesellschaft Mbh
Publication of WO2015000009A1 publication Critical patent/WO2015000009A1/de

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
    • G01N27/02—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance
    • G01N27/04—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating resistance
    • G01N27/12—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating resistance of a solid body in dependence upon absorption of a fluid; of a solid body in dependence upon reaction with a fluid, for detecting components in the fluid
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11C—STATIC STORES
    • G11C11/00—Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor
    • G11C11/21—Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using electric elements
    • G11C11/34—Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using electric elements using semiconductor devices
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11C—STATIC STORES
    • G11C13/00—Digital stores characterised by the use of storage elements not covered by groups G11C11/00, G11C23/00, or G11C25/00
    • G11C13/0002—Digital stores characterised by the use of storage elements not covered by groups G11C11/00, G11C23/00, or G11C25/00 using resistive RAM [RRAM] elements
    • G11C13/0021—Auxiliary circuits
    • G11C13/004—Reading or sensing circuits or methods
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11C—STATIC STORES
    • G11C27/00—Electric analogue stores, e.g. for storing instantaneous values
    • G11C27/02—Sample-and-hold arrangements
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10B—ELECTRONIC MEMORY DEVICES
    • H10B63/00—Resistance change memory devices, e.g. resistive RAM [ReRAM] devices
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11C—STATIC STORES
    • G11C13/00—Digital stores characterised by the use of storage elements not covered by groups G11C11/00, G11C23/00, or G11C25/00
    • G11C13/0002—Digital stores characterised by the use of storage elements not covered by groups G11C11/00, G11C23/00, or G11C25/00 using resistive RAM [RRAM] elements
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N70/00—Solid-state devices without a potential-jump barrier or surface barrier, and specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching
    • H10N70/20—Multistable switching devices, e.g. memristors
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N70/00—Solid-state devices without a potential-jump barrier or surface barrier, and specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching
    • H10N70/801—Constructional details of multistable switching devices
    • H10N70/821—Device geometry
    • H10N70/826—Device geometry adapted for essentially vertical current flow, e.g. sandwich or pillar type devices
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N70/00—Solid-state devices without a potential-jump barrier or surface barrier, and specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching
    • H10N70/801—Constructional details of multistable switching devices
    • H10N70/881—Switching materials

Definitions

  • the invention relates to a memory sensor arrangement with a sensor element and a memory.
  • Sensor elements are known in many variants and are used to detect physical and chemical quantities, examples being: pressure, temperature, force, radiation, visible or invisible light to the human eye, X-ray and corpuscular radiation, many types of chemical Connections and elements, such as CO, C02, etc.
  • the detected quantities are usually stored in a physically remote memory to be ready for reading later. In many cases, it is not necessary to store the time history in detail, but, for example, merely to record the occurrence, namely the undershooting or exceeding of a limit value, such as, for example, the exceeding of a temperature limit for frozen food products in the food sector.
  • a memory sensor arrangement of the type mentioned above which is characterized according to the invention by at least one series connection of a sensor element, which changes its resistance under the influence of physical and / or chemical variables to be detected, with a multistable electric cell which is defined when it is applied Tension changes its resistance and maintains even in the absence of these defined voltages.
  • Multistable electrical cells of which the invention makes use of are known, are explained below, and are described, for example, in US 6,950,331 B2 as such or in conjunction with an organic light-emitting diode in US 2007252126 AI.
  • a reliably working variant which is well suited for many applications is characterized by the fact that the multistable electrical cell is bistable and can assume two stable resistance values.
  • a particularly space-saving and compact structure is obtained when the sensor element and the multi-stable cell are sandwiched on a support.
  • the sensor element and the multistable cell are arranged spatially separated from each other. Such a construction is helpful if a medium to be detected is to be kept away from the multi-stable cell.
  • the sensor element and the multistable cell may be substantially coplanar and spaced apart on a support.
  • the multistable cell is sealed with respect to a medium to be detected.
  • the carrier is made of flexible material.
  • the senor element has a conversion layer which converts physical and / or chemical quantities to be detected into another detectable variable.
  • the senor element is designed as a photosensitive element.
  • the sensor element may advantageously be designed as a temperature-dependent resistor.
  • the stable cell is an organic bistable electrical cell.
  • the cell may contain between electrodes as organic material Alq3.
  • the multistable cell consists of a polystyrene layer lying between an indium tin oxide electrode and a silver electrode.
  • a versatile memory sensor arrangement is obtained when a plurality of series circuits of a sensor element with a multistable cell at the intersection of arranged in rows and columns lines arranged in a matrix and are each connected to one of the two lines.
  • FIG. 1 shows a basic memory sensor arrangement with a sensor element and a memory according to the invention, in a circuit including a voltage source and a current measurement,
  • FIG. 3 schematically shows a planar structure of a memory sensor arrangement according to the invention
  • FIG. 5 shows an embodiment of the invention with a photosensitive sensor and an organic bistable electric cell based on Alq3 in a schematic representation
  • FIG. 6 is a corresponding to the example of FIG. 5 circuit diagram of an evaluation circuit
  • 7 shows current / voltage characteristics of the photosensitive sensor associated with the example according to FIG. 5, FIG.
  • FIG. 8 shows current / voltage characteristics of the bistable electrical cell belonging to the example according to FIG. 5, FIG.
  • Fig. 9 to the example of FIG. 5 associated current / voltage characteristics of the entire memory sensor array
  • FIG. 10 shows a current / voltage characteristic of a bistable electrical cell, consisting of a polystyrene layer lying between an indium tin oxide electrode and a silver electrode.
  • FIG. 1 shows the basic circuit of a memory sensor arrangement 1 according to the invention, which consists of a sensor element 2 with a variable resistor Rs and of a multistable electrical cell 3 with a variable resistor RM.
  • This series circuit is connected to a voltage source 4 with a variable voltage U, wherein with the aid of a measuring device 5, a current I can be measured.
  • the sensor element 2 dynamically changes its resistance Rs depending on the presence and amount of a physical or chemical property.
  • Multistable electrical cells or components are described, for example, in US Pat. No. 6,950,331 B2. These cells are characterized by the fact that they reduce their resistance when applying a defined voltage by several orders of magnitude. The cell maintains this resistance regardless of whether the voltage is still present or not. By applying another defined voltage, the erase voltage, the cell changes its resistance back to its original value. When low voltages are applied (“read voltage”), the resistance of the component can be detected without changing, and various other voltages applied to the cell can be used to choose between other different resistance values (intermediate states) Regardless of whether the read voltage is still applied or not, there are several operating principles Such multistable cells, however, which do not affect the structure and function of the memory sensor array according to the invention.
  • the underlying operating principle of the series connection as shown in FIG. 1 is based on that of a voltage divider, whereafter the voltage applied to a series circuit is divided according to the resistances of the individual components.
  • the present invention takes advantage of this principle.
  • a voltage U is applied in an order of magnitude, which in principle can lead to a manipulation of the resistance RM of the multistable cell 3.
  • the circuit is present as a voltage divider, falls as long as the resistance of the sensor element Rs is sufficiently large, only a fraction of the voltage across the multi-stable cell 3 from, so there may be no change in resistance.
  • the majority of the voltage drops on the sensor element 2.
  • the sensor element 2 dynamically changes its resistance Rs, which subsequently leads in the series circuit to a lower voltage at the sensor element 2 and a greater voltage at the multistable cell 3.
  • its resistance RM changes. Even if the medium to be detected is no longer present, this resistance remains stable and can be read out at any later time.
  • the resistance RM of the multistable cell can be reset by suitable voltage levels, a multiple use of the memory sensor arrangement is ensured.
  • any component can be used that meets the requirements described.
  • Non-limiting examples include: photoresistors, photodiodes, phototransistors, thermistors, namely, thermistors (NTC resistors) and PTC resistors, strain gauges, and pressure sensors.
  • an additional conversion layer applied to the support may convert physical / chemical quantities to those detectable by the sensor.
  • a number of different sizes can be detected such as alpha, beta and gamma / X-ray radiation (by means of radioluminescent conversion layers), temperature (thermoluminescent conversion layers), chemicals (chemiluminescent / bioluminescent conversion layers), specific wavelengths of light (by using suitable color filter layers).
  • the construction of the series connection can also be carried out directly on a support consisting of the indicator material, e.g. on a PEN (polyethylene naphthalate) film which has adioluminescent properties.
  • the indicator material By applying the indicator material to the back side of a carrier or directly using the carrier as a conversion layer, a local separation of the medium to be detected (and also other undesired environmental influences) can be achieved.
  • a memory sensor arrangement 1 in sandwich construction will now be described schematically.
  • a support 6 which may be both rigid (eg glass) or flexible (eg PET film) .
  • This support 6 is covered with a first electrode 7 Depending on the desired field of application (eg light sensor technology), this electrode 7 is transparent and then consists, for example, of indium-tin oxide (ITO) or opaque to light, followed by a sensor layer 8 and a conductive intermediate electrode 9 contacting the same.
  • ITO indium-tin oxide
  • a sensor layer 8 e.g., a conductive intermediate electrode 9 contacting the same.
  • Another intermediate electrode 10 on which a storage layer 11 is applied and contacted by means of a cover electrode 12.
  • the three layers 10, 11 and 12 form the multistable electrical cell 3.
  • a single electrode could also be present which is shared by the sensor element 2 and the multi-stable electric cell 3 n, so that the desired series connection is given.
  • Fig. 3 shows a typical construction of a memory sensor assembly 1 according to the invention in a planar structure applied to a support 6, which may be both rigid (e.g., glass) or flexible (e.g., PET).
  • the sensor element 2 is spatially separated from the multistable electrical cell 3, which has the advantages already mentioned above.
  • the sensor element 2 itself can likewise be constructed in a planar structure, which offers the advantage of an increased interaction volume of the variable to be detected with the sensor element.
  • the sensor element may be formed, for example, as a photoresistor with interdigitated comb structures 13, 14 in a sensor layer 8.
  • a first connection electrode of the memory sensor arrangement 1 carries the reference numeral 15 and an intermediate electrode 16 leads to a lower electrode 17 of the multi-stable electric cell 3, which further has a storage layer 18 and an upper electrode 19, the latter having a second connection electrode 20 of the memory - Sensor assembly 1 is connected.
  • the electrodes of the memory sensor arrays 1 in FIGS. 2 and 3 may be made of a variety of materials including, but not limited to, one or more conductive metals, one or more conductive organic compounds, one or more conductive oxides.
  • the storage layer 11 or 18 of the multistable electrical cell 3 can be made of a number of different materials including, but not limited to: oxide Compounds, organic molecular compounds, polymeric compounds, all of which compounds may additionally contain embedded nanoparticles.
  • the use of organic materials has a number of advantages, such as those of solution-based manufacturing processes, which enable large-area and structured application to a carrier. Furthermore, by using flexible supports or substrates, a flexibility of the overall structure can be achieved.
  • the application of the individual functional layers can then be carried out using techniques such as spin coating, inkjet printing or various printing techniques or doctoring techniques.
  • FIG. 4 shows a typical interconnection of a plurality of series circuits 21, each consisting of a multistable electrical cell and a sensor element, to form a memory sensor arrangement 22 in a matrix arrangement.
  • the matrix includes word lines 22w and bit lines 22b, with a series circuit 21 at each intersection of the word and bit lines connected at both its terminals, e.g. 2 or the terminals 15 and 20 of FIG. 3 are each connected to a word or bit line.
  • a memory sensor arrangement according to the invention in matrix structure enables a large-area and spatially resolved detection and storage of measurement signals.
  • large-area thin-film light detectors, X-ray detectors and radiation detectors alpha, beta and gamma rays may be mentioned as examples.
  • each individual series connection in the matrix can be interpreted as a pixel
  • the resistance of a single pixel can be determined at any later time, independently of the further presence of the quantity to be measured (medium)
  • the entire image structure can then be determined by the sequential read-out of the resistive voltage. State of all pixels of the matrix done.
  • To determine the resistance of a single multistable electrical cell of the matrix is expedient if the sensor element and / or the multistable cell have current rectifying (diode) properties.
  • Fig. 5 shows in a diagrammatic section the planar structure of the series connection of a sensor element 2 with a multi-stable cell 3 in a vertical "sandwich" layer structure to a memory sensor arrangement 1 according to the invention.
  • the production of the memory sensor arrangement 1 was realized as follows:
  • An indium tin oxide coated support (substrate) was cleaned in an ultrasonic bath in isopropanol, acetone and toluene.
  • the indium tin oxide layer forms a base electrode 23.
  • PCBM phenyl-C61-butyricacid methyl ester
  • P3HT poly (3-hexylthiophene-2,5-diyl)
  • a layer 25a of calcium and then a layer 25b of aluminum were applied to this layer by means of thermal evaporation.
  • the layer thus formed constitutes an intermediate electrode 25, which serves as a second electrode of the sensor element 2 designed as a photodiode.
  • a counter electrode 27 consisting of silver was applied by means of thermal evaporation.
  • the above-mentioned layers of base electrode 23 made of ITC 1 , active layer 24 of PCBM and P3HT and layer 25a of calcium thus act as photodetector and thus as sensor element 2.
  • free charge carriers are generated, as a result of which the resistance of this structure changes depending on the intensity and the wavelength of the light.
  • the resistance can be determined via the current I.
  • the layers 25b, 26 and 27 consisting of aluminum, Alq3 and silver act as a multi-stable cell 3.
  • the sandwich structure described here corresponds essentially to the structure according to FIG. 2 and discusses the structure.
  • FIGS. 6, 7, 8 and 9 the functional principle of the embodiment of the invention according to Example 1 is to be illustrated.
  • 6 shows the equivalent circuit of the series circuit consisting of a voltage source 4, a sensor element 2 designed as a photodiode and a multi-stable electrical cell 3.
  • FIG. 7 shows a current-voltage characteristic of the photodiode in the illuminated and in the darkened state. For the negative voltage range shows that in the illuminated state, the resistance is lower by several orders of magnitude than in the darkened state.
  • Fig. 8 shows a current-voltage characteristic of the multi-stable cell. The two different resistors for voltages ⁇ -3 V are clearly visible.
  • Fig. 9 shows the characteristics of the circuit before and after the quantity to be detected, in this case light), has hit the structure. It can be clearly seen that the multi-stable electrical cell changes its resistance only after the photodiode has been illuminated with light.
  • This example is intended to show how a memory sensor arrangement according to the invention for detecting and storing a temperature value or for storing the exceeding a temperature threshold can be used.
  • a memory sensor arrangement according to the invention for detecting and storing a temperature value or for storing the exceeding a temperature threshold can be used.
  • One possible application of such a circuit is the monitoring of a cold chain in the food trade. Since possible geometries of the structure of a memory sensor arrangement according to the invention have already been described, a graphic representation is dispensed with in this example.
  • the memory sensor arrangement consists of a multi-stable cell and an NTC resistor in the already known series circuit.
  • the NTC resistor changes its electrical resistance as a function of the temperature - an increasing temperature leads to a sinking resistance.
  • a multistable cell here serves a poly (styrene) based sandwich structure whose current-voltage characteristic is shown in Fig. 10. As can be clearly seen, this structure has a high-impedance state ( ⁇ 3 ⁇ at 1 V) and a low-resistance state ( ⁇ 2.2 k ⁇ at 1 V). At 2.9 V, this cell switches from the high-impedance to the low-impedance state ('Threshold'). At the beginning, the cell is in its high-resistance state. Of course, any other multistable cells can be used.
  • this multistable cell changes to its low-impedance state ultimately depends on the dimensioning of the NTC resistor, which results in a large number of possible fields of application.

Abstract

Eine Speicher-Sensoranordnung (1) mit einem Sensorelement (2) und einem Speicher, welche gekennzeichnet ist durch zumindest eine Serienschaltung eines Sensorelementes (2), welches unter dem Einfluss zu detektierender physikalischer und/oder chemischer Größen seinen Widerstand ändert, mit einer multistabilen elektrischen Zelle (3), welche beim Anlegen definierter Spannungen ihren Widerstandswert ändert und auch bei Fehlen dieser definierten Spannungen beibehält.

Description

SPEICHER-SENSORANORDNUNG MIT EINEM SENSORELEMENT UND EINEM SPEICHER
Die Erfindung bezieht sich auf eine Speicher-Sensoranordnung mit einem Sensorelement und einem Speicher.
Sensorelemente sind in vielen Varianten bekannt und sie dienen zum Erfassen physikalischer und chemischer Größen, wobei nur als Beispiele genannt seien: Druck, Temperatur, Kraft, Strahlung, wie für das menschliche Auge sichtbares oder unsichtbares Licht, Röntgen- und Korpuskularstrahlung, viele Arten von chemischen Verbindungen und Elementen, wie z.B. CO, C02 etc. Die erfassten Größen werden üblicherweise in einem physisch entfernten Speicher abgespeichert, um später zum Auslesen bereit zu stehen. In vielen Fällen ist es nicht erforderlich, den zeitlichen Verlauf im Detail zu speichern, sondern beispielsweise lediglich das Auftreten, nämlich das Unter- oder Überschreiten eines Grenzwertes festzuhalten, wie z.B. das Überschreiten einer Temperaturgrenze bei Tiefkühlprodukten im Lebensmittelbereich.
Eine Aufgabe der Erfindung liegt in der Schaffung einer Speicher-Sensoranordnung, die eine Speicherung an Ort und Stelle für ein späteres Auslesen ermöglicht und bei niedrigen Herstellungskosten insgesamt äußerst geringe Abmessungen aufweist.
Diese Aufgabe wird mit einer Speicher-Sensoranordnung der eingangs genannten Artgelöst, welche erfindungsgemäß charakterisiert ist durch zumindest eine Serienschaltung eines Sensorelementes, welches unter dem Einfluss zu detektierender physikalischer und/ oder chemischer Größen seinen Widerstand ändert, mit einer multistabilen elektrischen Zelle, welche beim Anlegen definierter Spannungen ihren Widerstandswert ändert und auch bei Fehlen dieser definierten Spannungen beibehält.
Multistabile elektrische Zellen, von welchen die Erfindung Gebrauch macht, sind bekannt, werden weiter unten erläutert und sind beispielsweise in der US 6,950,331 B2 als solche oder in Verbindung mit einer organischen Leuchtdiode in der US 2007252126 AI beschrieben. Eine verlässlich arbeitende und für viele Anwendungsfälle gut geeignete Variante zeichnet sich dadurch aus, dass die multistabilen elektrischen Zelle bistabil ist und zwei stabile Widerstandswerte einnehmen kann.
Einen besonders platzsparenden und kompakten Aufbau erhält man, wenn das Sensorelement und die multistabile Zelle auf einem Träger sandwichartig aufgebaut sind.
Andererseits kann es in anderen Fällen bevorzugt werden, wenn das Sensorelement und die multistabile Zelle voneinander räumlich getrennt angeordnet sind. Ein solcher Aufbau ist hilfreich, wenn ein zu detektierendes Medium von der multi-stabilen Zelle ferngehalten werden soll.
Insbesondere können das Sensorelement und die multistabile Zelle auf einem Träger im Wesentlichen komplanar und in Abstand nebeneinander liegen.
Dabei kann es empfehlenswert sein, wenn die multistabile Zelle bezüglich eines zu detektie- renden Mediums versiegelt ist.
Weiters ist es in vielen Anwendungsfällen vorteilhaft, wenn der Träger aus flexiblem Material besteht.
Bei vielen Anwendungsfällen ist es empfehlenswert, wenn das Sensorelement eine Konversionsschicht aufweist, welche zu erfassende physikalische und/ oder chemische Größen in eine andere detektierbare Größe konvertiert.
Dabei ist es besonders zweckmäßig, wenn die Konversionsschicht dem Träger inhärent ist.
Bei einer zweckmäßigen Weiterbildung ist vorgesehen, dass das Sensorelement als photosensitives Element ausgebildet ist.
In anderen Anwendungsfällen kann mit Vorteil das Sensorelement als temperaturabhängiger Widerstand ausgebildet sein.
Es hat sich auch als zweckmäßig erwiesen, wenn das Sensorelement als Diode ausgebildet ist. Bei bevorzugten Ausführungsformen ist vorgesehen, dass die multistabile Zelle eine organische bistabile elektrische Zelle ist. Dabei kann die Zelle zwischen Elektroden als organisches Material Alq3 enthalten.
Bei einer praxiserprobten Variante ist vorgesehen, dass die multistabile Zelle aus einer zwischen einer Indiumzinnoxidelektrode und einer Silberelektrode liegenden Polystyrolschicht besteht.
Eine vielfältig einsetzbare Speicher-Sensoranordnung nach der Erfindung erhält man, wenn eine Mehrzahl von Serienschaltungen eines Sensorelements mit einer multistabilen Zelle an den Kreuzungspunkten von in Reihen und Spalten angeordneten Leitungen in einer Matrix angeordnet und je mit einer der beiden Leitungen verbunden sind.
Die Erfindung samt weiteren Vorteilen ist im Folgenden an Hand beispielsweiser Ausführungsformen näher erläutert, die in der Zeichnung veranschaulicht sind. In dieser zeigen
Fig. 1 eine prinzipielle Speicher-Sensoranordnung mit einem Sensorelement und einem Speicher im Sinne der Erfindung, in einem Stromkreis samt Spannungsquelle und einer Strommessung,
Fig. 2 schematisch einen typischen Sandwichaufbau einer Speicher-Sensoranordnung nach der Erfindung,
Fig. 3 schematisch einen planaren Aufbau einer Speicher-Sensoranordnung nach der Erfindung,
Fig. 4 schematisch eine Mehrzahl von Serienschaltungen eines Sensorelements mit einer multistabilen Zelle im Sinne der Erfindung an den Kreuzungspunkten von in Reihen und Spalten angeordneten Leitungen in einer Matrix,
Fig. 5 ein Ausführungsbeispiel der Erfindung mit einem photosensitiven Sensor und einer organische bistabile elektrische Zelle auf Basis von Alq3 in schematischer Darstellung,
Fig. 6 ein zu dem Beispiel nach Fig. 5 gehöriges Schaltbild eines Auswertestromkreises, Fig. 7 zu dem Beispiel nach Fig. 5 gehörige Strom/Spannungs- Kennlinien des photosensitiven Sensors,
Fig. 8 zu dem Beispiel nach Fig. 5 gehörige Strom/Spannungs-Kennlinien der bistabilen elektrischen Zelle,
Fig. 9 zu dem Beispiel nach Fig. 5 gehörige Strom/Spannungs- Kennlinien der gesamten Speicher-Sensoranordnung und
Fig. 10 eine Strom/ Spannungs-Kennlinie einer bistabilen elektrischen Zelle, bestehend aus einer zwischen einer Indiumzinnoxidelektrode und einer Silberelektrode liegenden Polystyrolschicht.
Fig. 1 zeigt die Prinzipschaltung einer erfindungsgemäßen Speicher-Sensoranordnung 1, die aus einem Sensorelement 2 mit einem variablen Widerstand Rs und aus einer multistabilen elektrischen Zelle 3 mit einem variablen Widerstand RM besteht. Diese Serienschaltung liegt an einer Spannungsquelle 4 mit einer variablen Spannung U, wobei mit Hilfe einer Messeinrichtung 5 ein Strom I gemessen werden kann.
Das Sensorelement 2 ändert abhängig von der Präsenz und Menge einer physikalischen oder chemischen Eigenschaft dynamisch seinen Widerstand Rs.
Multistabile elektrische Zellen bzw. Bauteile werden beispielsweise in der US 6,950,331 B2 beschrieben. Diese Zellen zeichnen sich dadurch aus, dass sie ihren Widerstand beim Anlegen einer definierten Spannung um mehrere Größenordnungen vermindert. Die Zelle behält diesen Widerstand bei, unabhängig davon, ob die Spannung weiter anliegt oder nicht. Mit dem Anlegen einer weiteren definierten Spannung, der Lösch-Spannung, ändert die Zelle ihren Widerstand wieder zurück in den Ausgangswert. Beim Anlegen niedriger Spannungen („Lese-Spannung") kann der Widerstand des Bauteils festgestellt werden, ohne dass er sich ändert. Durch verschiedene weitere an der Zelle anliegende Spannungswerte kann zwischen weiteren verschiedenen Widerstandswerten gewählt werden (Zwischenzustände oder intermediate-states). Die Zelle behält den gewählten Widerstand bei, unabhängig davon ob die Lesespannung weiter anliegt oder nicht. Es gibt verschiedene Funktionsprinzipien solcher multistabiler Zellen, welche jedoch auf den Aufbau und die Funktion der erfindungsgemäßen Speicher-Sensoranordnung nicht berühren.
Das zugrundeliegende Funktionsprinzip der Serienschaltung wie in Fig. 1 dargestellt, beruht auf dem eines Spannungsteilers, wonach sich die an einer Serienschaltung anliegende Spannung gemäß den Widerständen der einzelnen Bauteile aufteilt.
Die vorliegende Erfindung macht sich dieses Prinzip zunutze. An die Serienschaltung des Sensorelements 2 und der multistabilen elektrischen Zelle 3 wird eine Spannung U in einer Größenordnung angelegt, die grundsätzlich zu einer Manipulation des Widerstandes RM der multistabilen Zelle 3 führen kann. Da die Schaltung als Spannungsteiler vorliegt, fällt, solange der Widerstand des Sensorelementes Rs genügend groß ist, nur ein Bruchteil der Spannung an der multi-stabilen Zelle 3 ab, sodass es zu keiner Widerstandsänderung kommen kann. Der Großteil der Spannung fällt an dem Sensorelement 2 ab. Abhängig von der Präsenz und der Menge des zu detektierenden Mediums ändert das Sensorelement 2 dynamisch seinen Widerstand Rs, was in weiterer Folge in der Serienschaltung dazu führt, dass an dem Sensorelement 2 eine geringere und an der multistabilen Zelle 3 eine größere Spannung abfällt. Abhängig von der Größe des Spannungsabfalls an der multistabilen Zelle 3, ändert sich deren Widerstand RM. Auch wenn das zu detektierende Medium nicht mehr präsent ist, bleibt dieser Widerstand stabil und kann zu einem beliebigen späteren Zeitpunkt ausgelesen werden.
Durch entsprechendes Kalibrieren der gesamten Schaltung kann folglich qualitativ oder quantitativ auf das zu detektierenden Medium zurückgeschlossen werden.
Da sich der Widerstand RM der multistabilen Zelle durch geeignete Spannungspegel wieder zurücksetzten lässt, ist eine mehrfache Verwendung der Speicher-Sensoranordnung gewährleistet.
In einer mögliche Bauweise der Erfindung, nämlich einer„Sandwich" Struktur, werden einzelnen funktionelle Schichten, Ebene für Ebene vertikal übereinander gestapelt. Dies hat den Vorteil eines sehr platzsparenden Aufbaus. Wichtig ist in diesem Zusammenhang die Zugänglichkeit des Sensorelements zu der zu detektierenden Größe. Eine weitere mögliche Bauweise ist ein horizontaler Aufbau, bei welchem das Sensorelement 2 und die multistabile elektrische Zelle 3 örtlich getrennt aber mit einer gemeinsamen Elektrode verbunden sind. Dieser Aufbau ist hilfreich, wenn das zu detektierende Medium von der multistabilen elektrischen Zelle 3 ferngehalten werden soll bzw. muss. Sollte die örtliche Trennung nicht genügen, kann die multistabile elektrische Zelle 3 zusätzlich auch noch versiegelt werden.
Als Sensorelement 2 kann jedes beliebige Bauteil eingesetzt werden, das die beschriebenen Anforderungen erfüllt. Als nicht einschränkende Beispiele seien hier aufgezählt: Photowiderstände, Photodioden, Phototransistoren, Thermistoren, nämlich Heißleiter (NTC- Widerstände) und Kaltleiter (PTC-Widerstände), Dehnungsmessstreifen und Drucksensoren.
Kann ein Medium nicht direkt von dem eingesetzten Sensor detektiert werden, kann eine zusätzliche am Träger aufgebrachte Konvertierungsschicht physikalische/ chemische Größen in solche konvertieren, die von dem Sensor detektierbar sind.
Ein Beispiel hierfür ist bei der Verwendung einer Photodiode (bzw. eines Photowiderstandes oder Phototransistors) als Sensor gegeben: Abgesehen von sichtbaren Licht, kann durch das zusätzliche Aufbringen einer lumineszierenden Konvertierungsschicht eine Anzahl verschiedener weiterer Größen detektiert werden wie beispielsweise Alpha-, Beta- und Gamma/ Röntgenstrahlung (mittels radiolumineszenter Konvertierungsschichten), Temperatur (thermolumineszente Konversationsschichten), Chemikalien (chemolumineszente / biolumineszente Konvertierungsschichten), spezielle Wellenlängen des Lichts (durch Verwendung geeigneter Farbfilter schichten). Der Aufbau der Serienschaltung kann auch direkt auf einem Träger das aus dem Indikatormaterial besteht, z.B. auf einer PEN (Polyethylen- naphtalat)-Folie, welcher adiolumineszente Eigenschaften besitzt, erfolgen.
Durch das Aufbringen des Indikatormaterials auf die Rückseite eines Trägers oder die direkte Nutzung des Trägers als Konvertierungsschicht, kann eine örtliche Trennung von dem zu detektierenden Medium (und auch anderer unerwünschte Umwelteinflüsse) erreicht werden.
An Hand der Darstellung nach Fig. 2 soll nun eine Speicher-Sensoranordnung 1 in Sandwich-Aufbau schematisch beschrieben werden. Man erkennt den Querschnitt eines typi- sehen Aufbaus einer einzelnen Serienschaltung im Sinne der Erfindung in einer„Sandwich" Struktur, basierend auf einem Träger 6, der sowohl steif (z.B. Glas) oder auch biegsam (z.B. PET-Folie) sein kann. Dieser Träger6 ist mit einer ersten Elektrode 7 bedeckt. Abhängig vom gewünschten Einsatzgebiet (z.B. Lichtsensorik), ist diese Elektrode 7 transparent und besteht dann beispielsweise aus Indiumzinnoxid (ITO) oder aber lichtundurchlässig. Es folgt eine Sensorschicht 8 und eine diese kontaktierende leitfähige Zwischenelektrode 9. Die genannten drei Schichten bilden das Sensorelement 2. Auf dieses folgt eine weitere Zwischenelektrode 10, auf welcher eine Speicherschicht 11 aufgebracht und mittels einer Deckelektrode 12 kontaktiert ist. Die drei Schichten 10, 11 und 12 bilden die multistabile elektrische Zelle3. An Stelle der Elektroden 9 und 10 könnte auch eine einzige Elektrode vorhanden sein, die von dem Sensorelement 2 und der multistabile elektrische Zelle 3 gemeinsam genutzt werden, sodass die gewünschte Serienschaltung gegeben ist.
Fig. 3zeigt einen typischen Aufbau einer Speicher-Sensoranordnung 1 nach der Erfindung in einer planaren Struktur, aufgebracht auf einem Träger 6, der sowohl steif (z.B. Glas) oder auch biegsam (z.B. PET) sein kann. Hier ist das Sensorelement 2 von der multistabilen elektrischen Zelle 3 räumlich getrennt, welches die bereits weiter oben genannten Vorteile hat. Das Sensorelement 2 selbst kann ebenfalls in einer planaren Struktur aufgebaut sein, was den Vorteil eines vergrößerten Interaktionsvolumens der zu detektierenden Größe mit dem Sensorelement bietet. Im vorliegenden Fall kann das Sensorelement beispielsweise als Photowiderstand mit ineinander liegenden Kammstrukturen 13, 14 in einer Sensorschicht 8 ausgebildet sein. Eine erste Anschlusselektrode der Speicher-Sensor anordnung 1 trägt das Bezugszeichen 15 und eine Zwischenelektrode 16 führt zu einer unteren Elektrode 17 der multistabile elektrische Zelle 3, die weiters eine Speicherschicht 18 und eine obere Elektrode 19 besitzt, wobei letztere mit einer zweiten Anschlusselektrode 20 der Speicher- Sensoranordnung 1 verbunden ist.
Die Elektroden der Speicher-Sensoranordnungen 1 in Fig. 2 und Fig. 3 können aus einer Reihe verschiedener Materialen bestehen, einschließlich, aber nicht ausschließlich aus einem oder mehreren leitfähigen Metallen, einer oder mehreren leitfähigen organischen Verbindungen, einem oder mehreren leitfähigen Oxiden.
Die Speicherschicht 11 bzw. 18 der multistabilen elektrischen Zelle 3 kann aus einer Reihe von verschiedenen Materialien bestehen, einschließlich, aber nicht ausschließlich aus: Oxid- Verbindungen, organischen molekularen Verbindungen, polymeren Verbindungen, wobei alle diese Verbindungen auch zusätzlich eingebettete Nanopartikel enthalten können.
Insbesondere der Einsatz von organischen Materialien hat eine Reihe von Vorteilen wie etwa die von lösungsbasierten Herstellungsprozessen, die ein großflächiges und strukturiertes Aufbringen auf einen Träger ermöglicht. Weiters kann durch das Verwenden von flexiblen Trägern bzw. Substraten eine Biegsamkeit des Gesamtaufbaues erreicht werden. Die Aufbringung der einzelnen funktionellen Schichten kann dann mit Techniken wie „spin- coating", Tintenstrahldruck bzw. verschiedene Drucktechniken oder Rakeltechniken erfolgen.
Fig. 4 zeigt eine typische Verschaltung mehrerer Serienschaltungen 21, die je aus einer multistabilen elektrischen Zelle und einem Sensorelement bestehen zu einer Speicher- Sensoranordnung 22 in einer Matrixanordnung. In dem Beispiel ist eine 4 x 5 Matrix dargestellt, eine Vergrößerung des Netzwerkes ist allerdings ohne Einschränkung möglich. Die Matrix enthält Wort-Leitungen 22w und Bit-Leitungen 22b, wobei sich an jedem Kreuzungspunkt der Wort- und Bit-Leitungen eine Serienschaltung 21 befindet, die mit ihren beiden Anschlüssen, z.B. den Elektroden 7 und 12 der Fig. 2 oder den Anschlüssen 15 und 20 der Fig. 3 je an eine Wort- bzw. Bit-Leitung angeschlossen sind.
Eine erfindungsgemäße Speicher-Sensoranordnung in Matrixstruktur ermöglicht eine großflächige und ortsaufgelöste Erfassung und Speicherung von Messsignalen. Hier seien insbesondere großflächige Dünnfilm Lichtdetektoren, Röntgendetektoren und Strahlendetektoren (Alpha-, Beta- und Gamma-Strahlen) als Beispiele genannt.
Als Wort- und Bit-Leitungen können Elektroden gekreuzt zueinander angeordnet werden, wobei an jedem Kreuzungspunkt zwei Elektroden die Pole einer Serienschaltung kontaktieren. Es sei angemerkt, dass in der verwandten Fachsprache der Informationsspeicher auch von Bit-Linien und Wort-Linien gesprochen wird. Jede einzelne Serienschaltung in der Matrix kann als Bildpunkt („Pixel") interpretiert werden. Nach dem Erfassen der Messsignale kann zu einem beliebigen späteren Zeitpunkt, unabhängig von der weitern Präsenz der zu messenden Größe (Mediums), der Widerstand eines einzelnen Bildpunkts durch Anlegen der bereits erwähnten Lese-Spannung an die entsprechende Wort- und Bit-Linie bestimmt werden. Der gesamte Bildaufbau kann dann durch das sequentielle Auslesen des Wider- Standes aller Bildpunkte der Matrix erfolgen. Zur Widerstandsfeststellung einer einzelnen multistabilen elektrischen Zelle der Matrix ist zweckmäßig, wenn das Sensorelement und/ oder die multistabile Zelle stromgleichrichtende (Dioden-)Eigenschaften aufweisen.
Im Folgenden werden zwei konkrete Ausführungsbeispiele der Erfindung genauer beschrieben:
Beispiel 1:
Für dieses Beispiel wird auf die Fig. 5 bis 9 Bezug genommen, wobei Fig. 5 in einem schaubildlichen Schnitt den planaren Aufbau der Serienschaltung eines Sensorelements 2 mit einer multistabile Zelle 3in einer vertikalen„Sandwich" Schichtstruktur zu einer erfindungsgemäßen Speicher-Sensoranordnung 1 zeigt.
Die Herstellung der Speicher-Sensoranordnung 1 wurde wie folgt realisiert:
Ein mit Indiumzinnoxid beschichteter Träger(Substrat) wurde in einem Ultraschallbad in Isopropanol, Azeton und Toluol gereinigt. Die Indiumzinnoxidschicht bildet eine Basiselektrode 23.
Auf den gereinigten Träger wurde mittels„spin-coating" eine Schicht eines Gemisches bestehend aus Phenyl-C61-butyricacidmethylester (PCBM) und Poly(3-hexylthiophen-2,5- diyl) (P3HT) aufgebracht. Diese Schicht dient als aktive Schicht 24 des Sensorelements 2.
Auf diese Schicht wurde mittels thermischer Verdampfung eine Schicht 25a Kalzium und anschließend eine Schicht 25b Aluminium aufgebracht. Die so gebildete Schicht stellt eine Zwischenelektrode 25 dar, die als zweite Elektrode des als Photodiode ausgebildeten Sensorelements 2 dient.
Daraufhin wurde eine Schicht des molekularen Materials Aluminium-tris(8- hydroxychinolin)(Alq3) mittels thermischen Verdampfens aufgebracht. Diese Schicht bildet eine Speicher schicht 26 der multistabilen Zelle 3.
Abschließend wurde eine Gegenelektrode 27 bestehend aus Silber mittels thermischen Verdampfens aufgebracht. Die oben genannten Schichten Basiselektrode 23 aus ITC1, aktive Schicht 24 aus PCBM und P3HT und Schicht 25a aus Kalzium fungieren also Photodetektor und somit als Sensorelement 2. Bei Einfall von Licht werden freie Ladungsträger generiert, daraus folgend ändert sich der Widerstand dieses Aufbaus abhängig von der Intensität und der Wellenlänge des Lichts. Bei Anlegen einer Spannung mittels der Spannungsquelle 4 kann über den Strom I der Widerstand bestimmt werden.
Die Schichten 25b, 26 und 27, bestehend aus Aluminium, Alq3 und Silber fungieren, als multistabile Zelle 3.
Die hier beschriebene ,Sandwich' Struktur entspricht im Wesentlichen dem Aufbau nach Fig. 2 diskutieren Aufbaus.
An Hand der Fig. 6, 7, 8 und 9soll das Funktionsprinzip der Ausführung der Erfindung gemäß dem Beispiel 1 veranschaulichen. Fig. 6 zeigt das Ersatzschaltbild der Serienschaltung, bestehend aus einer Spannungsquelle 4, einem als Photodiode ausgebildeten Sensorelement 2 und einer multi-stabilen elektrischen Zelle 3. Fig. 7 zeigt eine Strom- Spannungskennline der Photodiode in beleuchteten und im abgedunkelten Zustand. Für den negativen Spannungsbereich zeigt sich, dass im beleuchteten Zustand der Widerstand um mehrere Größenordnungen niedriger ist als im abgedunkelten Zustand. Fig. 8 zeigt eine Strom-Spannungskennline der multi-stabilen Zelle. Die zwei verschiedenen Widerstände für Spannungen < -3 V sind klar zu erkennen.
Fig. 9 zeigt die Kennlinien der Schaltung bevor und nachdem die zu detektierende Größe, in diesem Falle Licht), auf den Aufbau aufgetroffen ist. Deutlich zu erkennen ist, dass die multi-stabilen elektrischen Zelle erst nachdem die Photodiode mit Licht beleuchtet wurde ihren Widerstand ändert.
Beispiel 2:
Dieses Beispiel soll zeigen, wie eine erfindungsgemäße Speicher-Sensoranordnung zum Erfassen und Speichern eines Temperaturwertes bzw. zum Speichern des Überschreitens eines Temperaturschwellwerts eingesetzt werden kann. Ein mögliches Einsatzgebiet einer solchen Schaltung ist die Überwachung einer Kühlkette im Lebensmittelhandel. Da mögliche Geometrien des Aufbaues einer erfindungsgemäßen Speicher-Sensoranordnung bereits beschrieben wurden, wird bei diesem Beispiel auf eine zeichnerische Darstellung verzichtet.
Die Speicher-Sensoranordnung besteht aus einermultistabilen Zelle und einem NTC- Widerstand in der schon bekannten Serienschaltung. Der NTC-Widerstand ändert seinen elektrischen Widerstand in Abhängigkeit von der Temperatur - eine steigende Temperatur führt zu einem sinkenden Widerstand.
Als multistabile Zelle dient hier eine auf Poly(styrol) basierende Sandwich Struktur, deren Strom-Spannungs-Kennlinie in Fig. 10 gezeigt ist. Wie deutlich zu erkennen ist, hat dieser Aufbau einen hochohmigen Zustand (~ 3 ΜΩ bei 1 V) und einen niederohmigen Zustand (~ 2.2 kQ bei 1 V). Bei 2.9 V schaltet diese Zelle vom hochohmigen in den niederohmigen Zustand (,Threshold'). Zu Beginn befindet sich die Zelle in ihrem hochohmigen Zustand. Selbstverständlich können auch beliebig andere multistabile Zellen Verwendung finden.
Für dieses Beispiel wurde als Sensorelement ein kommerziell erhältlicher NTC-Widerstand der Firma EPCOS herangezogen (Produktnummer B57891M0333+000).
Liegt an der Serienschaltung von Sensorelement und multistabiler Zelle eine Gesamtspannung von 3 V an, führt das gemäß dem Spannungsteilungsprinzip zu verschiedenen Spannungsabfällen an den einzelnen Bauteilen gemäß ihrer Widerstände (siehe Tabelle 1, Widerstandswert des NTC Widerstands gemäß dem vom Hersteller bereitgestellten Datenblatt). Bei -55°C zeigt der NTC-Widerstand einen Widerstand von 4 ΜΩ, woraus ein Spannungsabfall von 1.74 V folgt. An der multistabilen Zelle fallen 1.26 V ab. Da 2.9 V zum Schalten nötig sind, führt dieser Wert noch zu keiner Widerstandsänderung.
Wenn hingegen die Temperatur auf 0°C steigt, reduziert sich der Widerstand des NTC- Widerstandes auf 100 kQ woraus dann ein Spannungsabfall von 0.09 V resultiert. In diesem Falle liegen an der multistabilen Zelle 2.91 V an. Entsprechend ihrer Charakteristik schaltet die Zelle nun in den niederohmigen Zustand, behält diesen bei und kann zu einem beliebigen späteren Zeitpunkt ausgelesen werden. Tabelle 1: Widerstände und Spannungsabfälle des NTC-Bauelements (Sensorelement) und der multistabilen elektrischen Zelle in Abhängigkeit von der Temperatur
Figure imgf000013_0001
Ob und bei welcher Temperatur diese multistabile Zelle in ihren niederohmigen Zustand wechselt, hängt letztendlich von der Dimensionierung des NTC-Widerstandes ab, wodurch sich eine Vielzahl an möglichen Einsatzgebieten ergibt.

Claims

ANSPRÜCHE
\. Speicher-Sensoranordnung(l/ 22) mit einem Sensorelement (2) und einem Speicher gekennzeichnet durch zumindest eine Serienschaltung eines Sensorelementes (2), welches unter dem Einfluss zu detektierender physikalischer und/ oder chemischer Größen seinen Widerstand ändert, mit einer multistabilen elektrischen Zelle (3), welche beim Anlegen definierter Spannungen ihren Widerstandswert ändert und auch bei Fehlen dieser definierten Spannungen beibehält.
2. Speicher-Sensoranordnung (1, 22) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die multistabilen elektrischen Zelle (3) bistabil ist und zwei stabile Widerstandswerte einnehmen kann.
3. Speicher-Sensoranordnung (1, 22) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Sensorelement (2) und die multistabile Zelle (3) auf einem Träger (6) sandwichartig aufgebaut sind.
4. Speicher-Sensoranordnung (1, 22) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Sensorelement (2) und die multistabile Zelle (3) voneinander räumlich getrennt angeordnet sind.
5. Speicher-Sensoranordnung (1, 22) nach Anspruch 1, 2 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Sensorelement (2) und die multistabile Zelle (3) auf einem Träger (6) im Wesentlichen komplanar und in Abstand nebeneinander liegen.
6. Speicher-Sensoranordnung (1, 22) nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die multistabile Zelle (3) bezüglich eines zu detektierenden Mediums versiegelt ist.
7. Speicher-Sensoranordnung (1, 22) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger (6) aus flexiblem Material besteht.
8. Speicher-Sensoranordnung (1, 22) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Sensorelement (2) eine Konversionsschicht (6) aufweist, welche zu erfassende physikalische und/ oder chemische Größen in eine andere detektierbare Größe konvertiert.
9. Speicher-Sensoranordnung(l, 22) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Konversionsschicht dem Träger (6) inhärent ist.
10. Speicher-Sensoranordnung (1, 22) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Sensorelement (2) als photosensitives Element ausgebildet ist.
11. Speicher-Sensoranordnung (1, 22) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Sensorelement (2) als temperaturabhängiger Widerstand ausgebildet ist.
12. Speicher-Sensoranordnung (1, 22) nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Sensorelement (2) als Diode ausgebildet ist.
13. Speicher-Sensoranordnung (1, 22) nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die multistabile Zelle (3) eine organische bistabile elektrische Zelle ist.
14. Speicher-Sensoranordnung (1, 22) nach 13, dadurch gekennzeichnet, dass die multistabile Zelle (3) zwischen Elektroden (25, 27) als organisches Material Alq3 enthält.
15. Speicher-Sensoranordnung (1, 22) nach 13, dadurch gekennzeichnet, dass die multistabile Zelle (3)aus einer zwischen einer Indiumzinnoxidelektrode und einer Silberelektrode liegenden Polystyrolschicht besteht.
16. Speicher-Sensoranordnung (22) nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass eine Mehrzahl von Serienschaltungen (21) eines Sensorelements (2) mit einer multistabilen Zelle (3) an den Kreuzungspunkten von in Reihen und Spalten angeordneten Leitungen (22w, 22b) in einer Matrix angeordnet und je mit einer der beiden Leitungen verbunden sind.
PCT/AT2014/050150 2013-07-05 2014-07-03 Speicher-sensoranordnung mit einem sensorelement und einem speicher WO2015000009A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
ATA50442/2013A AT514477B1 (de) 2013-07-05 2013-07-05 Speicher-Sensoranordnung mit einem Sensorelement und einem Speicher
ATA50442/2013 2013-07-05

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2015000009A1 true WO2015000009A1 (de) 2015-01-08

Family

ID=51389824

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/AT2014/050150 WO2015000009A1 (de) 2013-07-05 2014-07-03 Speicher-sensoranordnung mit einem sensorelement und einem speicher

Country Status (2)

Country Link
AT (1) AT514477B1 (de)
WO (1) WO2015000009A1 (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3168577A1 (de) * 2015-11-13 2017-05-17 Nokia Technologies Oy Multifunktionelle sensorvorrichtung und zugehörige verfahren

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6950331B2 (en) 2000-10-31 2005-09-27 The Regents Of The University Of California Organic bistable device and organic memory cells
US20070252126A1 (en) 2004-03-15 2007-11-01 Haruo Kawakami Driver and Drive Method for Organic Bistable Electrical Device and Organic Led Display
US20090184397A1 (en) * 2008-01-22 2009-07-23 Nadine Gergel-Hackett Nonvolatile memory device and processing method
WO2011053297A1 (en) * 2009-10-29 2011-05-05 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Optoelectronic light exposure memory
US20110317469A1 (en) * 2010-06-29 2011-12-29 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Non-volatile sampler
US20130003438A1 (en) * 2011-06-28 2013-01-03 Rochester Institute Of Technology Thermal management apparatuses with temperature sensing resistive random access memory devices and methods thereof

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009026382A (ja) * 2007-07-19 2009-02-05 Hitachi Ltd 半導体記憶装置
JP5225198B2 (ja) * 2009-05-20 2013-07-03 三菱電機株式会社 開閉装置又は電磁操作装置の状態把握装置
JP5482961B2 (ja) * 2011-02-28 2014-05-07 富士電機株式会社 半導体集積回路および半導体物理量センサ装置

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6950331B2 (en) 2000-10-31 2005-09-27 The Regents Of The University Of California Organic bistable device and organic memory cells
US20070252126A1 (en) 2004-03-15 2007-11-01 Haruo Kawakami Driver and Drive Method for Organic Bistable Electrical Device and Organic Led Display
US20090184397A1 (en) * 2008-01-22 2009-07-23 Nadine Gergel-Hackett Nonvolatile memory device and processing method
WO2011053297A1 (en) * 2009-10-29 2011-05-05 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Optoelectronic light exposure memory
US20110317469A1 (en) * 2010-06-29 2011-12-29 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Non-volatile sampler
US20130003438A1 (en) * 2011-06-28 2013-01-03 Rochester Institute Of Technology Thermal management apparatuses with temperature sensing resistive random access memory devices and methods thereof

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
YAKOPCIC CHRIS ET AL: "Memristor-based unit cell for a detector readout circuit", UNCONVENTIONAL IMAGING, WAVEFRONT SENSING, AND ADAPTIVE CODED APERTURE IMAGING AND NON-IMAGING SENSOR SYSTEMS, SPIE, 1000 20TH ST. BELLINGHAM WA 98225-6705 USA, vol. 8165, no. 1, 8 September 2011 (2011-09-08), pages 1 - 10, XP060021511, DOI: 10.1117/12.895951 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3168577A1 (de) * 2015-11-13 2017-05-17 Nokia Technologies Oy Multifunktionelle sensorvorrichtung und zugehörige verfahren
WO2017081361A1 (en) * 2015-11-13 2017-05-18 Nokia Technologies Oy A multifunctional sensor apparatus and associated methods

Also Published As

Publication number Publication date
AT514477A1 (de) 2015-01-15
AT514477B1 (de) 2015-03-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102004016155B3 (de) Kraftsensor mit organischen Feldeffekttransistoren, darauf beruhender Drucksensor, Positionssensor und Fingerabdrucksensor
DE102004041330B3 (de) Speicherschaltung mit ein Widerstandsspeicherelement aufweisenden Speicherzellen
DE69813218T2 (de) Elektrisch addressierbare passive anordnung, dazugehöriges elektrisches adressierungsverfahren sowie verwendung der anordnung und des verfahrens
EP2436011B1 (de) Speichereiement, stapelung, speichermatrix und verfahren zum betreiben
DE60318191T2 (de) Speichereinheit unter Verwendung eines Speicherelements mit variablem Widerstand und Verfahren zum Bestimmen des Referenzwiderstandes davon
DE3602796C2 (de)
DE3642780A1 (de) Detektormatte und verfahren zu ihrer herstellung
DE102017205654A1 (de) Array-Substrat, Anzeigetafel und Steuerungsverfahren
DE2439396A1 (de) Anzeigevorrichtung
DE102009044880A1 (de) Flüssigkristallanzeigevorrichtung und Herstellungsverfahren dafür
DE2942097A1 (de) Beruehrungssensor
DE1954966B2 (de) Elektrische Speichermatrix in Kompaktbauweise
DE102021108242A1 (de) Bildsensor mit einer Anordung von optisch schaltbaren magnetischen Tunnelkontakten
US10429310B2 (en) Apparatus and method for sensing a parameter
AT514477B1 (de) Speicher-Sensoranordnung mit einem Sensorelement und einem Speicher
EP1588375B1 (de) Organisches speicherbauelement
DE102021115236A1 (de) Signalerhaltung im mram während des lesens
DE3833726C2 (de)
DE2452507C2 (de) Einrichtung zum Speichern und Lesen von aus Binärzeichen bestehenden Daten
DE10359881A1 (de) OLED-Bauelement und Aktiv-Matrix-Display auf Basis von OLED-Bauelementen und Verfahren zum Steuern derselben
DE102008039473A1 (de) Mehrschichtiges Folienelement
DE3612101C2 (de)
DE102021115377A1 (de) Signalverstärkung im mram während des lesens
WO2007017485A2 (de) Berührungsbildschirm
DE102016115655B4 (de) Berührungsgesteuerte Anzeigevorrichtung

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 14753192

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 14753192

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1