Mikrooptik

Neue Displaytechnologien wie mini-LED, µLED und 3D-Display erfordern passgenaue Material- und Prozesslösungen für die Herstellung von optischen Elementen, die das Licht und damit die Bildinformation gemäß des optischen Layouts beeinflussen. Diese Beeinflussung kann z. B. eine Lichtumlenkung, Homogenisierung, Fokussierung oder Wellenlängenkonversion sein. Insbesondere im Bereich von Augmented Reality, Virtual Reality und Mixed Reality kommt der Miniaturisierung von optischen Systemen eine große Bedeutung zu.

Das Fraunhofer ISC entwickelt die erforderlichen mikrooptischen Technologien vom Material bis zu den Herstellungsprozessen wie Nanoimprint-Lithographie und Zwei-Photonen-Polymerisation (2PP). Grundsätzlich lassen sich die Entwicklungsschwerpunkte in Materialeigenschaften und Struktureigenschaften mit den herstellungsspezifischen Fragestellungen unterteilen.

Materialseitig sind die Anpassung der Eigenschaftsprofile durch die Verwendung von ORMOCER^®-Technologie und die Verwendung von Nanopartikeln insbesondere von Quantenpunkten von großer Bedeutung. Die am Fraunhofer ISC entwickelte Prozesstechnologie beschäftigt sich fokussiert mit der Herstellung von komplexen refraktiven und diffraktiven Mikrooptiken, z. B. Mikroprismen, Indexstrukturen und Mikrolinsen. Es werden grundsätzlich Prototyping Technologien wie 2PP eingesetzt aber immer auch die Perspektive einer möglichen Massenfertigung z. B. durch Mastering und Rolle-zu-Rolle Imprint im Blick behalten.

Konkrete Einsatzmöglichkeiten der Fraunhofer Technologie im Bereich der Displaytechnologie:
 

• (Volumen)-Indexstrukturierung z. B. für Holographie
• Mikroprismenarrays zur gezielten Umlenkung von Licht oder für Lichthomogenisierung
• Mikrolinsenarrays beliebiger Oberflächenform und Größe z. B. für Lichtbündelung und/oder Fokussierung
• Aufbauten, die aus mehreren Schichten von Mikrooptiken bestehen
• Kombination mit Beschichtungen wie transparenten Leitern

Kenndaten:
 

• Substrate weitestgehend frei wählbar: Glas, Folien, direkt auf LEDs, CMOS-Chips, Silizium, …
• Genauigkeit: +/- 100 nm
• Rauheit: +/- 50 nm
• Typische Größen der Elemente: Ab ca. 1 µm Pixelgröße (diffraktiv); Ab ca. 10 µm (refraktiv)
• Typische Flächen: Mehrere cm²