Gestapelte OLEDs für sehr helle Displays
Hochvolt-Technologie verbessert Lebensdauer und Zuverlässigkeit.
Eine gängige Methode zur Erhöhung der Helligkeit von OLED bei gleichzeitig hoher Lebensdauer ist die Verwendung von mehrfach gestapelten OLED. Wissenschaftler des Fraunhofer-Instituts für Photonische Mikrosysteme IPMS haben nun hierfür eine neuartige Hochvolt-CMOS-Backplane entwickelt, die außergewöhnlich helle Mikrodisplays ermöglicht.
Weitere Nachrichten zum Thema
Mikrodisplay mit hoher Transparenz
Zahlreiche Anwendungen profitieren von der Bildqualität und hohen Helligkeiten von OLED-Mikrodisplays. So finden diese Displays Verwendung in Augmented-Reality-Brillen für lebendige und gut sichtbare Inhalte unter sehr unterschiedlichen Lichtverhältnissen oder in Virtual-Reality-Headsets für realistische und helle Bilder. Auch in militärischen Anwendungen werden sie für eine klare Sichtbarkeit von Kommandos und Lagehinweisen in militärischen Geräten unter extremen Bedingungen genutzt.
OLED gelten bei sehr hoher Helligkeit in rauen Umgebungen als eingeschränkt. Deshalb werden oft MikroLEDs als Alternative beworben, die Leuchtdichten sogar im Bereich von einer Million Candela pro Quadratmeter erreichen sollen. Allerdings haben MikroLEDs bei sehr hohen Pixeldichten, wie sie in hochauflösenden Mikrodisplays erforderlich sind, einen signifikanten Effizienzverlust. Das bedeutet, dass sie mit mehr als einem Ampere pro Quadratzentimeter betrieben werden müssen. Darüber hinaus ist diese Technologie noch nicht ausgereift, insbesondere für Vollfarbe. Im Gegensatz dazu liegt die Stromdichte für OLED bei langem Lebenszyklus-Betrieb typischerweise bei unter 100 Milliampere pro Quadratzentimeter.
Durch mehrfaches Stapeln von OLED-Schichten übereinander können diese Einschränkungen jedoch stark verbessert werden. Die Stromdichte der einzelnen OLED-Schichten ist jedoch begrenzt, um eine angemessene Lebensdauer und Zuverlässigkeit zu gewährleisten. Allerdings erhöht das Stapeln von OLED-Schichten den Spannungsabfall und Swing über den OLED-Stapel. Nun wurde ein Hochvolt-CMOS-Backplane für Hochhelligkeits-OLED-Mikrodisplays entwickelt. „Wir haben ein innovatives Pixelzellendesign entwickelt, das eine Spannungshub von über zehn Volt ermöglicht und somit in der Lage ist, mehrfach gestapelte, nach oben emittierende OLED-Schichten zu betreiben. Je nach Anzahl der gestapelten Einheiten kann das Vielfache der maximalen Emission erreicht werden, die mit einer hohen Stromeffizienz erzielt werden, während die Stromdichte konstant bleibt. Dieser Ansatz ermöglicht volle Farbmaximum-Helligkeiten von über 10.000 Candela pro Quadratmeter bei gleichzeitiger Aufrechterhaltung von Lebensdauer und Zuverlässigkeit“, sagt Uwe Vogel, Leiter „Mikrodisplays und Sensoren“.
Fh.-IPMS / JOL
