Farbfilterloses OLED in Silizium von COMEDD und Von Ardenne

Vom 19. bis 24. Mai trifft sich im kanadischen Vancouver die Branche. Mit dabei ist das Fraunhofer COMEDD mit seinem Partner, der Von Ardenne Anlagentechnik GmbH aus Dresden – einem der führenden Hersteller von Beschichtungsanlagen. Im Gepäck haben die beiden Aussteller eine Weltneuheit: ein farbfilterloses OLED Mikrodisplay. Die OLED-auf-Silizium-Technologie ermöglicht einerseits die Fertigung miniaturisierter Anzeigen – also OLED Mikrodisplays. Auf der anderen Seite können mit der Technologie auch miniaturisierte elektro-optische Sensoren wie Lichtschranken oder Optokoppler hergestellt werden.

Anwendungen: Datenbrillen und Sucher

Möglicherweise werden auch Google und Co. am Stand vorbeischauen: OLED-Mikrodisplays werden unter anderem in Datenbrillen zur Darstellung von virtuellen Informationen verwendet. Auch in Bildsuchern von Digitalkameras werden sie eingesetzt. 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 können. Hersteller Von Ardenne hat dazu die Flash-Mask-Transfer-Lithography (FMTL) entwickelt, welche bei den Fraunhofer COMEDD Mikrodisplays eingesetzt wird.

FTML macht Farbfilter überflüssig

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.

Bei OLED-Displays gebe es den generellen Trend durch verschiedene neue Technologien Farbechtheit durch MonoRGB zu erreichen, so Dr. Uwe Vogel, Leiter des COMEDD-Geschäftsfelds OLED Mikodisplays und Sensoren. „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 die 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“, sagt Vogel.