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

Mikrodisplays und Sensorik

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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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  • 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

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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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

Virtuelle Tour durch den Mikrodisplay-Reinraum des Fraunhofer FEP

Projekte

Presse





Weitere Informationen





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!

    Ansprechpartner

    Uwe Vogel

    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

    Bernd Richter

    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

    Philipp Wartenberg

    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

    Mario Metzner

    Contact Press / Media

    Mario Metzner

    Gruppenleiter Microdisplay Cleanroom

    Fraunhofer FEP
    Maria-Reiche-Str. 2
    01109 Dresden

    Telefon +49 351 8823-308

    Mikrodisplays und Sensorik