Projekt SmartVIZ erforscht zukunftsweisende Visualisierungstechnik

Osram arbeitet zusammen mit ASM AMICRA und dem Fraunhofer IISB an helleren, robusteren und effizienteren Lichtlösungen verglichen mit LCD oder OLED . Seit dem Projektstart im November 2018 erforscht das Konsortium die Grundlagen für hochauflösende Visualisierungslösungen mit μLEDs.

Gefördert wird das Projekt vom Bayerischen Staatsministerium für Wirtschaft, Landesentwicklung und Energie. 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 besonders im Bereich der Augmented Reality (erweiterte Realität) eine Schlüsselrolle zukommen. Der Fokus des Projekts liegt auf Anwendungen für den Automotive-Interior-Bereich. Zum Projektabschluss im Oktober 2021 soll ein erster Demonstrator präsentiert werden.

Transparente, hochauflösende und direkt-emittierende Visualisierung

Anzeigen basierend auf direktemittierenden μLED-Pixeln gelten als eine disruptive Entwicklung im Visualisierungsmarkt und könnten herkömmliche LCD- oder OLED-Technologien ablösen. Besonders 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 besonders für Chipgrößen im Bereich von weniger als 40 μm völlig neue Technologieansätze erforschen.

Projektpartner mit langjähriger Erfahrung

Die Partner des Konsortiums decken die für das Vorhaben benötigte Expertise umfassend ab. ASM AMICRA ist ein leistungsstarker Spieler 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. „Zusammen mit unseren Partnern haben wir uns das Ziel gesetzt, in einer der künftigen Schlüsseltechnologien entscheidenden Einfluss und die Technologieführerschaft zu erreichen“.

Bild: Im Fokus des Projekts SmartVIZ stehen Visualisierungslösungen für den Automotive-Interior-Bereich, die hochauflösende Darstellungen auf transparentem Hintergrund ermöglichen. Bild: Osram

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