CEA-Leti 展示基于 microLED 的生物传感系统

共封装 microLED 与有机光电探测器（OPD）架构：为显示屏集成光学传感开辟新途

CEA - Leti 展示了一种 microLED 与有机光电探测器（OPD）的共封装架构。这两个器件均针对与生物传感相关的绿光波长进行了优化，尤其适用于光电容积脉搏波（PPG）信号的提取。PPG 作为一种非侵入式的光学手段，可用于检测血容量变化，诸如测量血液氧饱和度以及监测静息状态下的心率。

此项研究成果发表于 Photonics West 会议论文《用于多功能显示生物应用的有机光电探测器与 MicroLED 矩阵的共封装》。该研究验证了一种融合器件设计、电子学与建模的系统级方法，旨在应用于多功能显示领域。

MicroLED 仅需利用像素表面的一小部分，便能提供高辐射度，从而为增添其他功能预留了空间。在本案例中，这一功能由专门设计的 OPD 来实现。研究人员精心设计了一个专用的电子平台，能够对完整的信号链进行端到端的表征，其过程涵盖从 microLED 驱动、经过被测器件，直至光电检测和读出电路。为提升信噪比并抑制静态寄生分量，系统采用了锁相检测技术（Lock - in detection）。

共封装的 microLED 器件在 525 nm 波长下实现了高达 12 mW 的光功率。在检测端，通过对 ZnPc（酞菁锌）活性层厚度的调整，将 OPD 的响应度调谐至与 microLED 发射峰值相匹配，在目标波长下实现了 0.083 A/W 的响应度。

研究结果显示，microLED 显示屏能够在像素级别支持集成光学传感，且无需在亮度、分辨率和传感面积之间进行权衡。与 OLED 方法不同（在 OLED 中，显示和传感功能会争夺同一表面），这种架构允许两个功能在同一前平面中和谐共存。此方法不再依赖通常位于显示屏边框（bezel）中的传感器，而是能够直接将传感功能融入显示屏内部，实现更广泛的传感覆盖。

CEA - Leti 的论文主要作者 Michaël Pelissier 表示：“这项工作彰显了 CEA - Leti 的系统技术协同设计方法，其范畴涵盖从概念定义、microLED 技术、光电探测器协同设计、电子开发，直至现实条件下的实验验证。通过将硬件开发与分析建模和仿真相结合，我们为评估和拓展传感集成显示架构构建了一个切实可行的框架。”

CEA - Leti 称，该架构可依据不同的像素间距和分辨率进行调整，以适配不同的目标应用，从智能手机和可穿戴设备等中型显示屏，到显示器等

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