Forschung -

Visualisierungstechnologien mit µLEDs

µLEDs sind sehr kleine LEDs. Zwar gibt es noch keine standardisierte Definition für den Begriff µLED, aber meist wird eine Kantenlänge des Chips von unter 100 µm als Standard vorgeschlagen. Da die µLED-Technologie sehr hohe Leuchtdichten in einem weiten Dynamikbereich ermöglicht, kann ihr insbesondere für den Einsatz in der Augmented Reality eine Schlüsselrolle zukommen.

Anzeigen basierend auf direktemittierenden µLED-Pixeln könnten herkömmliche LCD- oder OLED-Technologien ablösen. Insbesondere OLEDs lassen hinsichtlich Energieeffizienz, Kontrast und Leuchtdichte zu wünschen übrig. Im Forschungsprojekt SmartVIZ wollen Osram, ASM Amirca und das Fraunhofer IISB die Basis für transparente, hochauflösende und direkt­emittierende Visualisierungslösungen mit µLEDs legen, um verglichen mit LCDs oder OLEDs hellere, robustere und effizientere Produkte zu entwickeln. Der Fokus des Projekts liegt auf Anwendungen für den Fahrzeuginnenraum.

Im Wesentlichen konzen­trieren sich die Arbeiten dabei auf drei Schlüsseltechnologien: Ein Fokus liegt auf der Konzeption von effizienten µLED-Lichtquellen sowie deren Handhabung und Montage. Rote, grüne und blaue µLED-Strukturen fungieren hier als effiziente Bildpixel mit hoher Leuchtdichte. Zur Realisierung solcher Konzepte und Applikationen sind tiefgehende Untersuchungen über physikalische Grundlagen jenseits heutiger Makro-LED-Chips nötig.

Im Projekt wird zudem die Integration mit einem neuartigen Ansatz für transparente und flexible Bildgeber erforscht: auf Indium-Gallium-Zink-Oxid-Dünnschichttransistoren (IGZO-TFTs) basierende, transparente Substrate für die Ansteuerung der Pixel. Dieser Ansatz ermöglicht quasi-transparente Oberflächen, die nur dann mit Inhalten bespielt werden, wenn die µLEDs aktiv geschaltet sind. Die transparente Aktivmatrix-Backplane als Treiberelektronik liefert dabei die für die Bildwiedergabe benötigte Leistung sub-pixelfein an die µLEDs.

Darüber hinaus arbeitet das Konsortium an einem Prozesskonzept, das die schnelle Übertragung vieler µLED-Chips mittels automatisierter Parallelmontage vom Quellwafer auf die Backplane-Treiberelektronik ermöglicht. Eine zentrale Rahmenbedingung dafür ist eine Positioniergenauigkeit von etwa 1,5 µm. Hierfür wird das Projekt insbesondere für Chipgrößen im Bereich von weniger als 40 µm neue Technologieansätze erforschen.

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