Mikrodisplays und Sensorik

Profil

Das Geschäftsfeld Mikrodisplays und Sensorik beschäftigt sich mit der Forschung und Entwicklung kompletter Prototypen und Systeme OLED basierter Mikrodisplay und Sensorik-Bauelemente. Wir bieten Ihnen das gesamte Produktentwicklungsspektrum für OLED-on-Silicon Anwendungen, vom CMOS-Design, über die OLED-Stack-Anpassung, das Optikdesign bis zur Systemintegration und Schnittstellenprogrammierung.

Unser Angebot

Unser Angebot umfasst alle notwendigen Schritte von der Konzeptphase eines Entwicklungsprojektes bis zur Technologieüberführung:

Machbarkeitsstudien
Konzipierung eines F&E-Projektes mit Arbeitspaketen, Meilensteinen, Kosten
OLED-Fertigungstechnologien für organische Halbleiter
CMOS Design als Grundlage für die Ansteuerung der OLED-Bild- oder Sensorelemente
Prototyping
Organisation der Fertigung durch ein Netzwerk externer Foundries
Erstellung des Systemkonzepts basierend auf neuartigen Aufbau- und Verbindungstechnologien
Entwicklung von Prozessen und Verfahren für strukturierte, anwendungsspezifische OLED, z. B. OLED Mikrostrukturen, OLED für Medizinanwendungen sowie für organische Photodioden (OPD)
Pilotfertigung
Angebot von Evaluations-Kits für eigene Tests, Evaluierungen etc.
Technologie- sowie auch Designtransfer und Lizensierung für OLED-Mikrodisplays, OPDs, AR für wearables, optische Sensoren, Fingerprintsensoren, …

In allen Fällen können sowohl starre Substrate wie z. B. Siliziumwafer oder Glas, als auch flexible Substrate zum Einsatz kommen.

Anwendungen

Displays und
Wearables

Displays in Endverbraucher- und professionellen Anwendungen werden immer anspruchsvoller. Smartphones, Wearables oder TV sind mit zahlreichen Funktionen ausgestattet um interaktiv die Welt zu erfassen und zu reflektieren.

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Optik, Sensorik und Elektronik

Beschichtungstechnologien für die Wachstumsbranchen Optik, Sensorik und Elektronik gewinnen für eine steigende Anzahl etablierter Produkte beziehungsweise als Voraussetzung für völlig neue Produkte an Bedeutung

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Medizinische
Applikationen

Das Wachstum des Medizintechnik-Sektors wird von einer Vielzahl an Innovationen begleitet. Die Entwicklung neuer Produkte und Medizingeräte basiert häufig auf ausgefeilten Ausgangsmaterialien.

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Transport

Heutige Autos spiegeln unsere individuellen Vorlieben wider. Eine Vielzahl von Funktionalitäten in der Optik, Beleuchtung und im Innenraum kann mit Dünnschichttechnologien und mit neuartigen Systemen für vernetzte Mobilität umgesetzt werden.

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Produktbeispiele

Bi-direktionale OLED-Mikrodisplays
- in Datenbrillen zur verbesserten Mensch-Maschine-Interaktion
- als Anzeigeelemente in Wearables
- zur Unterstützung sehbehinderter Menschen
- als Arbeitsunterstützung in der industriellen Fertigung, Logistik, …
- als Fingerprintsensoren
OLED Mikrodisplays emittierend im sichtbaren und NIR-Bereich
Kundenspezifische Auflösungen SVGA, XGA, VGA, …
Ultra-low power Mikrodisplays
- für Fitnesstracker
- zur Überwachung der Vitalparameter in medizinische Applikationen,…
OLED Mikrodisplays für Projektionsanwendungen

→ Alle Mikrodisplays erhältlich als Evaluation-Kits in unterschiedlichen Ausführungen

Leuchtende Strichplatten und Mikrostrukturen mit OLED
mit Elektronenstrahl strukturierte OLED
Intelligente Mikrosensoren mit OLED-auf-Silizum-Technologie
Organische Photodioden im sichtbaren und UV/NIR Bereich
Backplanes für Displays und Sensoren, Evaluation-Kits
Biosensoren

Technologien

IC- und Systemdesign

Die langjährige Erfahrung im Entwurf von analogen, mixed-signal und digitalen Schaltkreisen bildet die Basis für die Realisierung von kundenspezifischen Lösungen. Die typischen Anwendungen folgen der Devise More-Than-Moore, d.h. in der Integration zusätzlicher Funktionen. Hierfür wird in den Standard-CMOS-Prozess eingegriffen bzw. eine Nachprozessierung durchgeführt (z. B. Abscheidung von organischen Leucht- oder Fotodioden).

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Technologien für
organische Elektronik

Die große Stärke des Fraunhofer FEP ist die Verfügbarkeit zahlreicher Prozesse und Anlagen sowie eines Reinraums, wodurch Produktentwicklungen und -innovationen durch Kombination der Verfahren und Prozesse ermöglicht werden. Es stehen verschiedene Beschichtungsmöglichkeiten, wie die Vakuumverdampfung von organischen und anorganischen Materialien, die Atomic Layer Deposition (ALD), genauso wie Druck- und Laminationsverfahren sowie Laser-Ablation, zur Verfügung.

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Elektronenstrahl

Die Erzeugung, Formung und Führung des Elektronenstrahles, sein technologiegerechtes Wirken im Material und die Realisierung der dazu erforderlichen Technik sind unsere Schwerpunkte bei dieser Technologieentwicklung

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Design- und
Technologietransfer

Technologietransfer und Inbetriebnahme der Prozesse in der Produktion
Technologietransfer einschließlich Ausstattung von Anlagen mit Schlüsselkomponenten (auch Retro-fit bestehender Anlagen)
Aufskalierung von Prozessen und Technologien für Industrieanlagen
Transfer von Technologie- und Produktdesigns zu unseren Kunden

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Anlagentechnik

Im Bereich Mikrodisplays und Sensorik bieten wir unseren Kunden zur Forschung und Entwicklung sowie Pilotproduktion von OLED-Mikrodisplays und Sensoren ein breites Spektrum an Prozessen, die unter Reinraumbedingungen zur Verfügung stehen.

Im Zentrum der Arbeiten stehen die Erzeugung von dünnen Schichten im Nanometer- bis Mikrometer-Bereich und deren Strukturierung. Hierzu stehen unterschiedliche Anlagen und Prozesse zur Verfügung. Ebenfalls sind auch analytische Methoden zur Schichtcharakterisierung vorhanden.

Kombinierbarkeit unterschiedlicher Prozesse
Dünnschichtverkapselung
Abscheidung hochpräziser Schichten und Schichtsysteme auf Wafer, Positioniergenauigkeit ±10 µm
Waferverkapselungsprozesse, Positioniergenauigkeit ± 1µm
Dünnschichtabscheidung, Strukturierung und Analyse auf Waferlevel (200 mm)
300 m² Reinraum Klasse 10
Pilotlinie OLED-on-CMOS
Pilotlinie starre Substrate
Pilotlinie starre/flexible Substrate
Anlagen zum Ätzen, Sputtern, Spin coating
Abscheidung durch thermisches Verdampfen, Elektronenstrahl, Vitex/Barix™, Dünnschichtverkapselung
automatisiertes Wafer-Bonden-System
Fotolithographie
Ellipsometer
Wafer Prober
(u.a. ein Wafer Prober zur Verfügung gestellt durch die Firma EVERBEING INT´L Corporation)

Wafer Prober zur Verfügung gestellt durch die Firma EVERBEING INT´L Corporation

Wafer Prober Frontalansicht (wie im Fraunhofer FEP aufgestellt)

Wafer Prober Seitenansicht (wie im Fraunhofer FEP aufgestellt)

Virtuelle Tour durch den Mikrodisplay-Reinraum des Fraunhofer FEP

Projektbeispiele und Informationen

Projekte

Projektname	Beschreibung
Admont	Advanced Distributed Pilot Line for More-than-Moore Technologies
Glass@Service	Smart Service Welt Verbundprojekt "Glass@Service"
LOMID	Large cost-effective OLED microdisplays and their applications
FAIR	Free Applications in augmented Reality
CeTI	Centre for Tactile Internet with Human-in-the-Loop 19 \| 2018 – Wissenschaftler des Fraunhofer FEP forschen mit im Exzellenzcluster CeTI

Presse

Weitere Informationen

Mikrodisplay Evaluations-Kits

Das Fraunhofer FEP ist spezialisiert auf die Entwicklung von OLED-Mikrodisplays für AR- und VR-Datenbrillen sowie für den Einsatz in Sensoranwendungen. Das Displaykonzept und Parameter wie Auflösung, Pixelgröße und integrierte Zusatzfunktionen sind hierbei projekt- bzw. kundenspezifisch und können in einem weiten Bereich variiert werden.

Die Bandbreite reicht von ultra-low-power Mikrodisplays für kleine und leichte Datenbrillen über höchstauflösende HD-Displays für VR-Brillen und View-Finder in Kameras bis hin zu bidirektionalen Mikrodisplays mit eingebetteter Bildsensor-Funktionalität.

Für einen unkomplizierten Transfer der Mikrodisplays in Ihre kundenspezifischen Anwendungen bieten wir Ihnen eine Auswahl an Evaluations-Kits an. Für ein Angebot kontaktieren Sie uns bitte.

Auswahl unserer Evaluations-Kits

Ultra-low-power OLED-Mikrodisplays

zur Anzeige einfacher grafischer Informationen
geringe Stromaufnahme von ca. 1 mW
SPI-Interface
monochrom grün bei hoher Helligkeit > 1000 cd/m²

UUGL1120	UUGL1220	UUGL1320
0,19" Diagonale 304 × 256 Pixel 12 μm Pixel-Pitch 4 Bit Graustufen	0,16" Diagonale 304 × 128 Pixel 12 μm Pixel-Pitch 4 Bit Graustufen	0,15" Diagonale 720 × 256 Pixel 5 μm Pixel-Pitch 1 Bit Graustufen

Die aufgeführten Mikrodisplays UUGL 1120, 1220 und 1320 sind jeweils in 2 Varianten verfügbar und beinhalten eine einfache Optik sowie eine GUI zur Ansteuerung:

Lab-Evaluation-Kit:

Ansteuerung des Displays über ein Breakout Board von einer Mikrocontroller-Eval-Platine

HMD-Evaluation-Kit:

Ansteuerung durch eine miniaturisierte Elektronik mit Akku und Bluetooth-Verbindung in einem kompakten Aufbau

Bidirektionale OLED-Mikrodisplays

Diese Evaluations-Kits beinhalten OLED-Mikrodisplays, die Display- und Bildsensorfunktion durch die Integration von Photodioden zu den RGBW-Pixeln auf einem Chip vereinen. Anwendung findet diese Technik typischerweise in Datenbrillen mit Augensteuerung sowie in optischen Sensoren.

hochauflösendes SVGA-Mikrodisplay (800 × 600 Pixel) mit eingebettetem SVGA-Bildsensor
16 μm Pixel-Pitch
0,63" Bilddiagonale
einfacher Anschluss des Displays via HDMI und Auslesen des Bildsensors über USB 3.0 durch mitgelieferte Ansteuerelektronik
Konfiguration über mitgelieferte GUI für Windows
als Vollfarbdisplay oder monochrom verfügbar

EBCW1020	EBGL1020
Vollfarbdisplay mit 24 Bit Farbtiefe Bildsensor mit 8 Bit Graustufen	monochrom grünes Display mit 8 Bit Farbtiefe Bildsensor mit 8 Bit Graustufen

Hochauflösende WUXGA OLED-Mikrodisplays

Diese Evaluations-Kits umfassen Mikrodisplays, die sich aufgrund ihrer Größe und Auflösung u.a. ausgezeichnet für VR-Anwendungen eignen.

Displaydiagonale: 1 Zoll
Auflösung: 1920 × 1200 Pixel
11 μm Pixel-Pitch (2300 ppi)
hohe Bildwiederholrate bis zu 120 Hz
hohe Kontrastverhältnisse > 100000:1 bei gleichzeitig sehr geringer Stromaufnahme
Lieferung mit Ansteuerelektronik (über HDMI)
Stromversorgung via USB

JUCW1010	JUGL1010
Vollfarbdisplay mit 24 Bit Farbtiefe	monochrom grünes Display mit 8 Bit Farbtiefe

720p OLED-Mikrodisplay

Diese Evaluation-Kits umfassen ein 720p-Mikrodisplay, das sich vor allem für den Einsatz in industriellen AR-Head-Mounted Displays (HMD) eignet.

Auflösung: 1280 × 720 Pixel
Displaydiagonale: 0,64 Zoll
11 µm × 11 µm Pixel-Pitch
Bildwiederholrate: 60 Hz, 75 Hz, 90 Hz, 120 Hz
Hohe Kontrastverhältnisse > 100000:1
Lieferung mit Ansteuerelektronik (über HDMI)
Stromversorgung via USB
Konfiguration über mitgelieferte GUI für Windows

HUCW1010

Vollfarbdisplay mit 24 Bit Farbtiefe

Weitere Farben und Ausführungen auf Anfrage

Sensorik / organische Photodioden

Organische Photodioden werden als Sensoren monolithisch und auf Waferlevel auf einer CMOS-Ausleseschaltung integriert. Das spektrale Verhalten kann anwendungsspezifisch angepasst werden. Zur Prozessierung der aktiven Schichten stehen am Fraunhofer FEP verschiedene Prozesse zur Verfügung.

Zur Entwicklung und Evaluierung aktiver Schichten bzw. Schichtsysteme bieten wir Ihnen eine Entwicklungsplattform aus verschiedenen Substaten, Wafer-Layouts und Prozessen an.

Das Evaluations-Kit besteht aus einem SVGA-Bildsensor, welcher eine organische Photodiode als Detektor nutzt und über eine kleine Elektronik per USB ausgelesen wird.

ESML1011

0,63" monochromer SVGA Bildsensor

8 Bit Graustufen

16 μm Pixel-Pitch

Das Fraunhofer FEP unterstützt mit diesen Evaluations-Kits gern Ihre spezifischen Wünsche für die Entwicklung Ihrer Produkte. Sprechen Sie uns bei konkretem Interesse einfach an!

Kontakt

Ansprechpartner

Contact Press / Media

Dr. Uwe Vogel

Bereichsleiter Mikrodisplays und Sensorik, Stv. Institutsleiter

Fraunhofer FEP
Maria-Reiche-Str. 2
01109 Dresden

Telefon +49 351 8823-282

Fax +49 351 8823-394

E-Mail senden

Contact Press / Media

Dipl.-Ing. Bernd Richter

Stv. Bereichsleiter, komm. Abteilungsleiter Organic Microelectronic Devices

Fraunhofer FEP
Maria-Reiche-Str. 2
01109 Dresden

Telefon +49 351 8823-285

Fax +49 351 8823-394

E-Mail senden

Contact Press / Media

Dipl.-Ing. Philipp Wartenberg

komm. Abteilungsleiter IC- und Systemdesign

Fraunhofer FEP
Maria-Reiche-Str. 2
01109 Dresden

Telefon +49 351 8823-386

E-Mail senden

Contact Press / Media

Mario Metzner

Gruppenleiter Microdisplay Cleanroom

Fraunhofer FEP
Maria-Reiche-Str. 2
01109 Dresden

Telefon +49 351 8823-308

E-Mail senden

Fraunhofer-Institut für Organische Elektronik, Elektronenstrahl- und Plasmatechnik FEP

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