17.02.2017

Hochaufgelöste OLED-Mikrodisplays für Virtual-Reality Anwendungen

Erster Testchip des LOMID Projektes mit einer Displaydiagonale von 2,5 cm und Auflösung von 1920 × 1200 (WUXGA)
Quelle: Fraunhofer FEP, Jürgen Lösel
17.02.2017
Angefangen bei Anwendungen für Unterhaltung und Spiele bis hin zum industriellen Design, virtueller Absicherung, Montage- oder Wartungs­arbeiten oder in der Pilotenausbildung mit Flugsimulatoren – Virtual-Reality-Brillen und deren Systeme etablieren sich mehr und mehr, und die Bandbreite an Möglichkeiten für Anwendungen und Weiterentwicklungen ist noch längst nicht ausgeschöpft. Ein wichtiger Teil zur Darstellung dieser virtuellen Welten ist ihre Displaytechnologie. OLED-Mikrodisplays rücken durch ihre technologischen Vorteile hierfür immer mehr in den Fokus.

Das Fraunhofer FEP hat langjährige Erfahrungen und ein weitreichendes Know-how in der Entwicklung und Fertigung passgenauer OLED-Mikrodisplays für verschiedenste Anwendungen. Im Rahmen des EU-geförderten Horizon-2020-Projektes LOMID (Large cost-effective OLED microdisplays and their applications) entwickeln die Wissenschaftler des Fraunhofer FEP als Konsortialführer eine neue Generation von großflächigen OLED-Mikrodisplays. Diese fokussieren sowohl Anwendungen für die virtuelle (VR) sowie erweiterte Realität (augmented-reality/AR), wobei letztere innerhalb des Projektes in Prothesen zur Unterstützung visuell beeinträchtigter Menschen getestet werden.

Ziel des LOMID-Projektes ist die kostengünstige und effiziente Entwicklung und Ferti­gung flexibler OLED-Mikrodisplays einer neuen Größe (13 mm × 21 mm) mit einer Bilddiagonale von 24,9 mm (~1”) bei gleichzeitig anspruchsvollen Ausbeuteraten (>60 %). Erste Prototypen eines solchen OLED-Mikrodisplays wurden bereits herge­stellt – erreicht durch die Entwicklung eines robusten silizium-basierten Chip-Designs, welches hohe Auflösungen (1200 × 1920 (WUXGA) mit Pixelgrößen von 11 μm × 11 μm für eine Pixeldichte von 2300 ppi) und die hochzuverlässige Fertigung der Backplane ermöglicht.

Mike Thieme, Projektmanager bei LOMID-Partner X-FAB erläutert: "Es wurden sehr wirtschaftliche Prozesse (z. B. auf 0,18 und 0,35 μm Lithographie) in der CMOS-Foundry entwickelt. Spezielles Augenmerk wurde dabei auf die Schnittstelle zwischen der Deckelektrode der CMOS-Backplane und den nachfolgenden OLED-Schichten gelegt. Um die Kosten der CMOS-Fertigung niedrig zu halten, wurden die Grenzen einer Vielzahl von Designregeln ausgeschöpft."

Außerdem werden weitere neue Herausforderungen im Projekt LOMID angegangen. Eine davon ist die Biegbarkeit der OLED-Mikrodisplays. Die Forscher wollen einen Biegeradius von 50 mm erreichen, wobei gleichzeitig die gesamte Haltbarkeit des Displays bei Biegung beibehalten werden muss und vergleichbar mit derer von starren Bauelementen sein soll. Erzielt werden soll diese neue Funktionalität durch die Verbes­serung der Stabilität der OLED und durch die Veränderung der Verkapselung. Gleichzei­tig müssen dabei sehr stringente Barriereanforderungen (WVTR < 10-6 g/d m2) eingehal­ten werden sowie ein ausreichender mechanischer Schutz des Bauelementes gewährleistet sein.

Die starke Einbindung und hohe Beteiligung von Industriepartnern in diesem Projekt demonstriert das hohe Interesse an großflächigen Mikrodisplays. Das Projekt LOMID läuft bis zum 31.12.2017 und wird bis dahin hochleistungsfähige OLED-Mikrodisplays mit neuen Funktionalitäten für eine neue Bandbreite an Anwendungen hervorbringen.

Kontakt: Ines Schedwill, Fraunhofer-Institut für Organische Elektronik, Elektronenstrahl- und Plasmatechnik FEP
Ines.Schedwill@fep.fraunhofer.de

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