Aktiv-Matrix Mikrodisplays auf Basis integriert realisierter organischer Leuchtdioden

Abstract:
Mikrodisplays basierend auf organischen Leuchtdioden (OLED), realisiert mittels "OLED-auf-CMOS", bieten potentielle Vorteile gegenüber anderen Mikrodisplay-Technologien, u. a. bzgl. Leistungsverbrauch, Formfaktor, Kontrast, Dynamik und sind insofern für mobile Anwendungen prädestiniert. Hocheffiziente top-emittierende organische Leuchtdioden mit niedrigen Betriebsspannungen eignen sich hervorragend zur Integration auf CMOS-Chips. Die organischen Schichten der OLED werden dafür als Nach-Prozessierungsschritt strukturiert auf das CMOS-Substrat abgeschieden. Zur Prozessentwicklung wurden die OLED-Schichten auf passive, in Pixelmatrixform strukturierte CMOS-Mikrodisplay- Testsubstrate mit zwei Metallebenen jedoch ohne aktive Transistorgebiete aufgedampft. Dabei wurde ein orange emittierender phosphoreszenter OLED-Aufbau mit dotierten Transportschichten verwendet. Bei der Charakterisierung der Kennwerte wurden Betriebsspannungen kleiner 3,3 V bzw. kleiner 4,3V für Leuchtdichten von 100 Cd/m² bzw. 1000 Cd/m² gemessen. Die Stromeffizienz der Leuchtdioden beträgt 10,1 Cd/A für 100 Cd/m². In Verbindung mit den hohen Lebensdauern im Bereich von 12.000 Stunden bei 1000 Cd/m² eignen sich die entwickelten OLED-Nachprozessierungsschritte sehr gut zum Einsatz in OLEDMikrodisplays. Anhand eines 10,95 x 7,15 mm² großen Aktiv-Matrix-OLED-Chips wurde das Konzept für ein Display der Auflösung 40 x 32 Pixel verifiziert.