Fraunhofer COMEDD arbeitet seit mehreren Jahren an der Integration von organischen Leuchtdioden (OLED) in Silizium. Die OLED-auf-Silizium-Technologie ermöglicht einerseits z.B. die Fertigung von miniaturisierten Anzeigen, die sogenannten OLED-Mikrodisplays. Auf der anderen Seite können mit dieser Technologie auch miniaturisierte elektro-optische Sensoren, wie z. B. Lichtschranken oder Optokoppler hergestellt werden.

OLED-Mikrodisplays werden unter anderem in Datenbrillen zur Darstellung von virtuellen Informationen verwendet. Weiterhin finden OLED-Mikrodisplays auch in Bildsuchern von Digitalkameras Einsatz. Je nach Anwendung sind entweder monochrome oder farbige Mikrodisplays erforderlich. Da man bisher mit konventioneller Technik organische Schichten nur in einer Größe von 50 µm abscheiden kann, ist dies für OLED-Mikrodisplays mit kleineren Pixel-Abmessungen von ca. 8 µm oder kleiner nicht umsetzbar.  Bei OLED-Mikrodisplays mit Farbfiltern werden alle Sub-Pixel mit einer weißen OLED beschichtet und darüber ein Filter angeordnet, der rote, grüne und blaue Sub-Pixel schalten kann. Der Farbfilter verursacht jedoch enorme Verluste bei der Lichtleistung und der Farbbrillanz, da vom Farbspektrum der weißen Pixel immer ca. 2/3 für die nicht benötigten Farben abgeschnitten werden und die weiße OLED selbst weniger effizient ist. Dadurch können nur noch ca. 20% des emittierten Lichtes genutzt werden.

Fraunhofer COMEDD hat gemeinsam mit der VON ARDENNE Anlagentechnik GmbH eine Technologie entwickelt, um OLED-Mikrodisplays auf Sub-Pixel Niveau strukturieren zu können. VON ARDENNE hat dazu die Flash-Mask-Transfer-Lithography (FMTL) entwickelt, welche bei den Fraunhofer COMEDD Mikrodisplays eingesetzt wird.

Dr. Rigo Herold, verantwortlicher Projektleiter bei Fraunhofer COMEDD, erklärt: "In mobilen Anwendungen - wie bei Datenbrillen oder Kamerasuchern - benötigt man eine hohe Helligkeit und eine geringe Leistungsaufnahme. Der herkömmliche Farbfilteransatz hat bei diesen Produkten seine Grenzen, da zur Bereitstellung einer hohen Helligkeit die Betriebszeit sehr stark abnimmt. Wir freuen uns, diesen Makel nun abstellen zu können."

Dr. Uwe Vogel, Leiter des Geschäftsfeldes OLED Mikodisplays und Sensoren fügt hinzu: "Bei den OLED-Displays gibt es den generellen Trend durch verschiedene neue Technologien Farbechtheit durch MonoRGB zu erreichen. Dieser Trend wird momentan beschleunigt durch steigende Pixelzahlen in hochaufgelösten mobilen (kleinen und mittelgroßen) Displays. OLED-Mikrodisplays weisen dabei die höchste Pixeldichte/Auflösung auf und liefern passende Abmessungsspezifikationen. Wir freuen uns über die Kooperation mit VON ARDENNE, um die FMTL-Technologie in farbfilterlose OLED-Mikrodisplays zu implementieren, die potenziell eine verbesserte Effizienz, Helligkeit, Lebensdauer und ein breiteres Farbspektrum haben."

Bei der FMTL-Technologie werden mittels einer speziellen Transfermaske durch einen thermischen Wärmeeintrag lokal organische Schichten verdampft und zum Mikrodisplay übertragen. Somit können Sub-Pixel mit Abmessungen von kleiner als 10 µm x 10 µm beschichtet werden. Erzeugt man mit dieser Technologie benachbarte rote, grüne und blaue Sub-Pixel auf Mikrodisplays, kann man den Farbfilter komplett ersetzen und somit eventuell die Effizienz signifikant erhöhen.

Auf der SID 2013 hält Dr. Rigo Herold zu diesem Thema Vorträge auf dem Exhibitor Forum (22.05.2013, 14.30 Uhr, Halle B) und auf dem Symposium, Session 27: OLED Displays 1 (Dienstag, 22. Mai 2013, 10.40 – 12.00 Uhr, Ballroom B).

Über VON ARDENNE Anlagentechnik:

VON ARDENNE ist ein weltweit führender Hersteller von Anlagen, mit denen Materialien wie Glas, Metallband oder Folie mit mikro- bis nanometerdünnen Funktionsschichten beschichtet werden. Jahrzehntelange Erfahrung mit der Elektronenstrahl- und Plasmatechnologie, intensive F&E-Arbeit und eine Innovationsstärke, die eng mit dem Namen VON ARDENNE verbunden ist, ermöglichen hochqualitative Lösungen. Angesichts der Vielfalt und schnellen Veränderungen von Verfahren und Technologien auf den relevanten Märkten setzt VON ARDENNE auf die Synergie von eigenen Entwicklungsprojekten und Forschungskooperationen mit verschiedenen Institutionen und Einrichtungen.