Osram-Projekt erforscht Visualisierungstechnik mit μLEDs

Im Fokus des Projekts Smartviz stehen Visualisierungslösungen für den KFZ-Innenraum, die hochauflösende Darstellungen auf transparentem Hintergrund ermöglichen. Grafik: Osram
Für den Begriff μLED gibt es noch keine standardisierte Definition, aber meist wird die Grenze von <100 μm für die Kantenlänge des Chips als Standard vorgeschlagen. Vereinfacht gesagt sind μLEDs also sehr kleine LEDs. Da die μLED-Technologie extrem hohe Leuchtdichten in einem weiten Dynamikbereich ermöglicht, kann ihr insbesondere im Bereich der Augmented Reality (erweiterte Realität) eine Schlüsselrolle zukommen. Der Fokus des Projekts liegt auf Anwendungen für den KFZ-Innenraum. Zum Projektabschluss im Oktober 2021 soll ein erster Demonstrator präsentiert werden.
Anzeigen, die auf direktemittierenden μLED-Pixeln basieren, gelten als eine disruptive Entwicklung im Visualisierungsmarkt und könnten herkömmliche LCD- oder OLED-Technologien ablösen. Insbesondere letztere haben Nachteile in puncto Energieeffizienz, Kontrast, Leuchtdichte, Funktionalität und den damit verbundenen Einschränkungen.
In den kommenden zweieinhalb Jahren soll mit dem Forschungsprojekt Smartviz die Basis für zukünftige transparente, hochauflösende und direkt-emittierende Visualisierungslösungen mit μLEDs gelegt werden.
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 (IGZOTFTs) 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 wird an einem Prozesskonzept gearbeitet, mit dem die schnelle Übertragung großer Mengen an μLED-Chips mittels automatisierter Parallelmontage vom Quellwafer auf die Backplane-Treiberelektronik möglich wird. 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 völlig neue Technologieansätze erforschen.
Die Partner des Konsortiums decken die für das Vorhaben benötigte Expertise umfassend ab. ASM Amicra ist ein leistungsstarker Akteur im Umfeld der Fertigungsautomatisierung, insbesondere im Hochtechnologiefeld für photonische Applikationen. Im Projekt bringt das Unternehmen seine fundierte Expertise im Bereich Mikro-Assemblierung von photonischen Bauelementen ein.
Das Fraunhofer-Institut für Integrierte Systeme und Bauelementetechnologie IISB ist spezialisiert auf Leistungselektronik und Technologien zur Herstellung von Halbleiterbauelementen. Im Projekt werden vom IISB transparente, elektronische Schaltungen für den Einbau in mikropixelierte Visualisierungsbauteile konzipiert und zur Verfügung gestellt.
"Als Projektpartner mit tiefgreifender und langjähriger Erfahrung in bildgebenden, mikropixelierten Bauelementen erforschen wir im Rahmen des Projekts mit μLEDs effiziente, miniaturisierte Bildpixel mit hoher Leuchtdichte für neue, disruptive μLED basierte Visualisierungslösungen“, erläutert Hubert Halbritter, Projektleiter Smartviz bei Osram Opto Semiconductors die Aufgabe seines Unternehmens.
Osram Opto Semiconductors - www.osram.com/os
ASM Amicra - www.amicra.com
Fraunhofer IISB - www.iisb.fraunhofer.de
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