OLED-Display mit weltgrößter Pixeldichte
Mikrodisplay erreicht eine Auflösung von 1440 auf 1080 Pixel.
OLED-Mikrodisplays wurden bislang überwiegend auf 200-Millimeter-Wafern entwickelt. Diese konventionellen CMOS-Technologien und das dazugehörige Backplane-Design beschränkten bisher die Pixelanzahl und -größe. Am Fraunhofer-Institut für Organische Elektronik, Elektronenstrahl- und Plasmatechnik FEP hat man innerhalb des Projektes „Backplane“ nun erstmals OLED-Mikrodisplays in einer 28-Nanometer-Backplane-Technologie auf 300-Millimeter-Wafern realisiert. Es konnten Bauelemente mit einer Displaydiagonale von 0,18 Zoll und Pixelgrößen von nur 2,5 Mikrometern hergestellt werden. Dies entspricht einer Pixeldichte von 10.000 dpi – eine bisher unerreichte Größe am weltweiten OLED-Mikrodisplaymarkt.
Philipp Wartenberg, Abteilungsleiter für IC- und Systemdesign, erläutert zur neuen Technologie: „In kleinen Technologieknoten, den small-node-Technologien, besteht in komplexen photonischen Systemen immer die Herausforderung, die für das Treiben erforderlichen Spannungen zu realisieren. Durch ein interdisziplinäres Forschungsteam sowie eine vollkommen neuartige Display-Architektur ist uns dies im Rahmen des Projektes erstmals gelungen, wobei gleichzeitig extrem kleine Pixel mit einer Größe von lediglich 2,5 Mikrometern realisiert werden konnten. Mit diesem sehr wichtigen Entwicklungsschritt können wir unseren Kunden und Partnern zukünftig einen noch größeren Entwicklungsspielraum mit einer noch höheren Auflösung auf einer geringeren Fläche anbieten. Darüber hinaus ermöglicht die small-node-Technologie neuartige Konzepte der Ansteuerung, welche die für mobile Applikationen wichtige Stromaufnahme weiter reduziert. Dies konnten wir beispielsweise durch ein bedarfsgerechtes, flexibles Ansteuerverfahren sowie eine skalierbare Architektur zeigen.“
Die neu entwickelten OLED-Mikrodisplays haben eine Auflösung von 1440 auf 1080 Pixel in monochromer Ausführung oder 720 auf 540 Pixel in Vollfarbe. Die flexible Displayarchitektur erlaubt einerseits bei unveränderlichem Displayinhalt die Bildwiederholrate im Extremfall auf 0 Hertz zu reduzieren und so sämtlichen unnötigen Datentransfer zu vermeiden – ein enormer Vorteil für die Stromaufnahme. Herkömmliche Displays benötigen hier inhaltsunabhängig eine minimale Bildwiederholrate. Andererseits erlaubt das neue Mikrodisplay im Extremfall auch Bildwiederholraten von bis zu 480 Hertz – intern sogar bis zu mehreren Kilohertz. Ermöglicht wird dies durch eine programmierbare Ablaufsteuerung in Kombination mit einem Display-integrierten Framebuffer.
Zum Einsatz kommen können die neuen Displays je nach Ausführung in Lifestyle-Produkten, wie Sportbrillen oder als Head-Mounted-Displays in Motorradhelmen, in industriellen Szenarien für Wearables in der Logistik oder für Remote-Wartungslösungen. Die jetzt noch kleineren Abmessungen ebnen den Weg in noch ergonomischere Systeme. Die neuen OLED-Mikrodisplays werden seitens des Fraunhofer FEP als Evaluations-Kits angeboten, um interessierten Kunden Zugang und Testmöglichkeiten für die eigene Systemintegration zu bieten und gemeinsame kundenspezifische Mikrodisplayentwicklungen mit der Industrie zu ermöglichen.
Fh.-FEP / JOL
