Damit könnte künftig der Einsatz von Farbfiltern und Schattenmasken entfallen und vollfarbige Displays mit einem neuen Verfahren entwickelt werden. Effizienzsteigerungen und ein deutlich breiteres Farbspektrum wurden in ersten Versuchen bereits nachgewiesen.
Neben dem industriellen Einsatz in der Produktion 4.0, in der Medizin oder der Unterhaltungselektronik haben sich AR- und VR-Anwendungen seit Jahren ebenfalls in der Werbung und im Bildungssektor etabliert
Durch geringe Bautiefe aufgrund der selbstleuchtenden Eigenschaften der OLED und der hervorragenden Kontrastverhältnisse greifen Hersteller zunehmend auf OLED-Mikrodisplays für AR/VR-Brillen zurück. Das Fraunhofer FEP ist seit Jahren mit der kontinuierlichen Weiterentwicklung dieser Technologie beschäftigt.
Weiterhin gilt es, noch einige technologische Herausforderungen zu meistern, um das ganze Potenzial der OLED-Technologie für den Einsatz in nutzerfreundlichen Datenbrillen oder anderen AR/VR-Anwendungen zu nutzen. Sehr hohe Helligkeiten und Effizienz, gute Ausbeuten bei großer (Chip-) Fläche, gekrümmte Oberflächen, integrierte Augenverfolgung und transparente Substrate sind einige Aufgabenstellungen, die noch auf der Agenda der Forscher stehen.
Aktuell steht man in der OLED-Technologie vor der Hürde, dass Vollfarbdisplays nur durch Einsatz von Farbfiltern oder Schattenmasken realisierbar sind. Diese schränken die Effizienz bzw. die Auflösung der OLED ein. Mit Hochdruck wird an neuen Ansätzen geforscht, mit denen die Mikrodisplays hochauflösend und gleichzeitig effizient und langlebig hergestellt werden können.
Dabei stellt die Strukturierung der organischen Schichten in den OLED eine der größten Herausforderungen dar, da konventionelle Methoden (z. B. Photolithographie) bei organischen Halbleiter-Materialien nicht anwendbar sind. Vor zwei Jahren wurde bereits erfolgreich der Einsatz von Elektronenstrahltechnologie zur Mikrostrukturierung am Fraunhofer FEP demonstriert.
Damit ist ein erster großer Schritt zur Entwicklung von Vollfarbdisplays ohne den Einsatz einschränkender Farbfilter im Prozess gelungen. Elisabeth Bodenstein, Entwicklerin im Projektteam des Fraunhofer FEP erklärt die Vorteile: "Mit unserem Elektronenstrahl-Verfahren ist es möglich, auch solche sensiblen, organischen Materialien thermisch zu strukturieren, ohne darunterliegende Schichten zu schädigen."
Die Ergebnisse wurden über Simulationen und initiale Schätzung der HTL-Dicken (Hole Transport Layer) erreicht, die man mit dem Elektronenstrahl strukturiert. Die Forscher erzielten tatsächlich die Auskoppelung von Rot, Grün und Blau aus der weißen OLED. Mit Prinzipnachweisen am Fraunhofer FEP konnten auf ersten Testsubstraten die Farben bei vergleichbarer Performance der OLED demonstriert werden.
Neben der Nutzung dieses neuen Verfahrens für OLEDs kann die Elektronenstrahlstrukturierung auch für andere Anwendungen der organischen Elektronik oder für anorganische Schichten genutzt werden. Darüber hinaus ist ein Mikrostrukturierungsprozess mittels Elektronenstrahl sehr flexibel auch in Bereichen der Photovoltaik, MEMS und Dünnschichttechnik einsetzbar.
Nun stehen die Wissenschaftler mit den vielversprechenden Vorarbeiten vor den nächsten Meilensteinen. Oberstes Ziel ist es, in den kommenden Jahren gemeinsam mit Partnern die Herstellung von OLED-Mikrodisplays mit dieser neuen Methode zu entwickeln und durch Lizenzierung in der Industrie zu etablieren.
COMPAMED.de; Quelle: Fraunhofer FEP
