Nowa technologia urządzeń dla mikrowyświetlaczy następnej generacji

Dzięki nowym urządzeniom można termicznie osadzać złożone stosy organiczne, warstwy metalowe i tlenki, co umożliwia rozwój i produkcję mikrowyświetlaczy OLED o wysokiej rozdzielczości, a także czujników, takich jak organiczne fotodioda. © Fraunhofer IPMS / The new tools enable the thermal deposition of complex organic stacks, metal layers, and oxides, facilitating the development and manufacture of high-resolution OLED microdisplays as well as sensors such as organic photodiodes. © Fraunhofer IPMS

0,62" Mikrodisplay OLED SXGA © Fraunhofer IPMS / 0,62-calowy wysokiego napięcia CMOS z tylnym panelem SXGA z OLED © Fraunhofer IPMS

OLED mikroekran z rozdzielczością 1440 x 1080 pikseli i najdrobniejszymi na świecie pikselami o wielkości 2,5 mikrometra. © Fraunhofer IPMS / OLED mikroekran z rozdzielczością 1440 x 1080 pikseli i najdrobniejszymi na świecie pikselami o wielkości 2,5 mikrometra. © Fraunhofer IPMS

Instytut Fraunhofer dla Mikrosystemów Fotonicznych IPMS odgrywał wiodącą rolę w rozwoju mikrowyświetlaczy przez ostatnie dekady i obecnie prezentuje istotny postęp w technologiach urządzeń. Nowa technologia, opracowana w ramach projektu EdgeVision-Mikrodisplay (FKZ 03RU2U061C), która została również sfinansowana przez Saksońskie Ministerstwo Nauki, Kultury i Turystyki oraz Towarzystwo Fraunhofer, obiecuje znaczne ulepszenia w efektywności i jakości produkcji wysokorozdzielczych mikrowyświetlaczy. Pierwsze wyniki zostaną zaprezentowane na konferencji SID-MEC 2025, która odbędzie się w dniach 3-4 listopada 2025 roku w Göttingen.

Mikrowyświetlacze znajdują zastosowanie w wielu dziedzinach, od elektroniki użytkowej po specjalistyczne branże przemysłowe. Oto niektóre z głównych obszarów zastosowań:

– Rozszerzona Rzeczywistość (AR) i Wirtualna Rzeczywistość (VR): umożliwiają immersyjne doświadczenia w zestawach VR.
– Technologie przenośne: kompaktowe i energooszczędne wyświetlacze w okularach, smartwatchach i trackerach fitness.
– Urządzenia medyczne: wysokorozdzielcze wyświetlacze obrazów w endoskopach i narzędziach diagnostycznych.
– Zastosowania przemysłowe: ważne informacje w wyświetlaczach na głowę (HUD) dla pojazdów.
– Kamery i projektory: kompaktowe rozwiązania do cyfrowego wyświetlania obrazów.
– Obrona i lotnictwo: wyświetlanie krytycznych informacji w kokpitach i hełmach.

Dzięki swojej wszechstronności i kompaktowej budowie mikrowyświetlacze są kluczowym elementem nowoczesnych technologii i przyczyniają się do rozwoju innowacyjnych rozwiązań w różnych branżach – a rynek rośnie w szybkim tempie.

Instytut Fraunhofer IPMS jest uważany za jedyne na świecie niezależne centrum badawczo-rozwojowe specjalizujące się w technologiach mikrowyświetlaczy, które łączy projektowanie układów bazowych IC w technologii foundry silikonowej oraz technologię produkcji OLED na silikonie w własnym czystym pomieszczeniu pod jednym dachem. Dzięki temu instytut może opracowywać i produkować mikrowyświetlacze OLED dostosowane do potrzeb klientów i zastosowań. Naukowcy opracowują również układy bazowe dla innych technologii wyświetlaczy, takich jak mikro-LED i LCOS (liquid crystal on silicon).

Aby nadal być wiodącym dostawcą technologii, instytut rozbudował i zmodernizował swoje urządzenia. Ta innowacyjna technologia obiecuje znaczne poprawy w efektywności i jakości produkcji wysokorozdzielczych mikrowyświetlaczy.

„Dzięki nowym urządzeniom możemy termicznie osadzać złożone stosy organiczne, warstwy metalowe i tlenki, co umożliwia nam rozwój i produkcję wysoce rozdzielczych mikrowyświetlaczy OLED, a także czujników, takich jak organiczne fotodiody,” wyjaśnia Bernd Richter, kierownik działu technologii mikrowyświetlaczy i sensorów w Fraunhofer IPMS. „Urządzenia zgodne z przemysłowymi standardami odpowiadają najnowszym osiągnięciom techniki i są tak elastyczne, że mogą spełniać zarówno wysokie wymagania projektów badawczo-rozwojowych, jak i zapewniać wysoką efektywność w pilotażowej produkcji.”

Konkretnie, nowa technologia pozwala na osiągnięcie wyższego przepływu produkcji, a znacznie lepsza kontrola procesu prowadzi do stabilnych procesów wytwarzania. Nowa komora dozująca w urządzeniu jest w stanie przeprowadzać różne wstępne obróbki wafli od różnych dostawców.

Największym wyzwaniem było połączenie nowych elementów układów próżniowych z istniejącą technologią urządzeń.

Naukowcy są przekonani, że dzięki temu będą mogli nadal konkurować na rynku i oferować klientom unikalne portfolio: od projektowania mikrowyświetlaczy, przez produkcję pierwszych prototypów, po pilotażową produkcję – wszystko w jednym miejscu.

Planowane oddanie nowego urządzenia do użytku jest na koniec października, a pełna gotowość operacyjna ma nastąpić do końca roku. Naukowcy są przekonani, że rozbudowane moce produkcyjne pozwolą instytutowi pozostać na czele technologii mikrowyświetlaczy i oferować unikalne portfolio – od projektowania, przez produkcję, aż po pilotażową produkcję.