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OLED - Eine zukunftsprägende Innovation?
 

Kaum haben sich die Breitbild-Flachbildschirme in den Wohnzimmern etabliert, steht schon die nächste Display-Generation in den Startlöchern. Ihr Name: OLED.
Ihre Merkmale: ultraflach, hochauflösend und aus Plastik.

Doch was genau ist OLED und warum wird es wohl die gerade im Trend liegenden Flachbildschirme in absehbarer Zeit vom Markt verdrängen?

Zur Technik:

OLEDs (Organic Light-Emitting Diode) basieren auf organischen Halbleitern, die leuchten, sobald eine Spannung anliegt. Unterschieden wird in kleine Moleküle (Small Molecules) und langkettige Polymere.

Der Aufbau ist im Vergleich zu einem LCD sehr einfach - zumindest theoretisch:


OLED-TechnikDie OLED-Technik arbeitet mit mehreren Schichten aus organischen Halbleitern sowie Farbstoffen organischer Art, die zusammen eine Schicht bilden, die nur wenige Nanometer stark ist. Zwischen diesen beiden Schichten liegen hauchdünne, elektrische Kontakte. Fließt nun, wie oben genannt, Strom, geben die elektrischen Ladungsträger ihre vorhandene Energie an die Moleküle ab, welche hierdurch zum Lichterzeugen angeregt werden. Beim Zurückfallen der Farbmoleküle aus dem angeregten Zustand senden diese einen Lichtblitz aus. Je nach Anregungsstufe entsteht eine bestimmte Farbe. Jeder Pixel eines OLED-Displays besteht aus einer OLED für jede der drei Grundfarben Rot, Grün und Blau. Die Grundfarben lassen sich durch die verschiedenen Anregungszustände fein abstufen.

In der Praxis entpuppt sich dies jedoch ein wenig aufwendiger, denn die Dioden sind extrem empfindlich gegenüber Feuchtigkeit und Sauerstoff und müssen daher noch hinter Glas verkapselt werden, was auch die Produktionsgröße einschränkt. Für die Verarbeitung gelten gleiche Reinheitskriterien, wie in der Halbleiterindustrie. Derzeit herrscht zwischen den Ingenieuren ein Glaubenskrieg, ob für die Super-Displays der Zukunft besser kurze oder lange Kunststoffmoleküle verwendet werden sollten. Zurzeit sind 98 Prozent der Produkte Small-Molecule-OLEDs.

Zur Geschichte:

Angefangen hat alles mit der Entwicklung der ersten LED im Jahr 1962. Diese erreichten eine Lichtausbeute von 0,1 Lumen pro Watt. Nach mehreren Entwicklungsstufen stieg diese Ausbeute auf 100 Lumen pro Watt.
1979 entdecke der Forscher Chin Tang die Elektrolumineszenz. Bei der Arbeit mit Solarzellen beobachtete er ein blaues Leuchten von organischem Material.
1987 stellte Tang zusammen mit Van Slyke die ersten Leuchtdioden aus dünnen organischen Schichten vor. Bei diesen OLEDs wurden im Vakuum kleine organische Moleküle auf das Trägermaterial aufgedampft.
1990, im Entdeckungsjahr der Elektrolumineszenz von Polymeren, entwickelte die Cambridge Display Technology ein Verfahren, die langkettigen Kunststoffe in einer flüssigen Phase mit einer Tintenstrahl-ähnlichen Methode auf eine Elektrode des OLEDs aufzudrucken (Polymer-OLED oder PLED). Das legte den Grundstein für große organische Displays.

zeitleiste oled

Zur Zukunft:

Auch heute werden OLEDs schon verwendet, so z. B. für Handy-Displays, Autoradios, usw.

Denkbar für die Zukunft wäre zudem die Verwendung als großflächige Raumbeleuchtung, Fernseher und Monitor.

Nach heutigem Stand der Technik hat die OLED-Technologie aber noch ein paar Schwächen. Eine dieser Schwächen ist die kurze Lebensdauer von ca. 30.000 Stunden, was nur der Hälfte der heutigen Flachbildschirme entspricht. Dazu kommt, dass einige Pixel schneller altern, als andere. Zur Folge hat dies Helligkeitsunterschiede.

Jedoch kommen wir mit OLEDs der Technik in Science-Fiction-Filmen, wie Dune oder Andromeda, immer näher, in denen Mitteilungen auf ultraflachen E-Papern vorhanden sind. Außerdem bieten sie hohe Auflösungen, starke Kontrastwerte (1.000.000 : 1) und ein "federleichtes" Gewicht, von z. B. nur 2 kg für einen Fernseher.

Zur Gegenwart:

Ende Januar 2009 hat Sony mit dem XEL-1 einen 11-Zoll-OLED-TV für ca. 4.300 Euro (Stand: Ende Januar) auf den deutschen Markt gebracht!
 

oled1                      oled2

 

Aber auch die Konkurrenz schläft nicht! So hat LG bereits 2008 einen ersten OLED-TV angekündigt. Auf der IFA 2009 verdichtete sich dann alles und der erste 15 Zöller wurde vorgestellt. Zu kaufen gibt es ihn jedoch erst in Korea und soll umgerechnet knapp 2000 Euro kosten, bevor laut Planung in 2010 weitere Märkte dazukommen sollen.  Dass das Thema bei LG sehr ernst genommen wird sieht man auch daran, dass sie diesbezüglich eine eigene LG-OLED Gesellschaft gegründet haben, welche die neue Display-Generation noch stärker fokussieren soll.

Den Mitbewerbern weit davon gelaufen ist Mitsubishi, welche auf der ISE 2010 in Amsterdam erstmals einen riesigen OLED-Fernseher mit einer Bilddiagonale von 3,78 m (entspricht 149 Zoll) der Öffentlichkeit präsentiert haben. Das Display besticht durch eine Auflösung von 1.088 x 640 Pixeln, wobei jeder Pixel ca. 3 mm vom nächsten Pixel entfernt ist. Auch in Sachen Helligkeit kann der neue "Fernseher" sich sehen lassen: Eine Messung ergab 1.500 Candela pro Quadratmeter, was bedeutet, dass er um ein Mehrfaches heller ist, als aktuelle LCD-Modelle. Ins Wohnzimmer soll diese Ausführung laut Mitsubishi jedoch nicht gelangen. Der 149 Zöller richtet sich klar an den Werbemarkt, so z. B. für Einkaufszentren. An eine offizielle Markteinführung vor 2011 ist jedoch nicht zu denken.

 

Vor- und Nachteile:

Vorteile:

  • Niedriger Stromverbrauch (z. B. 45 Watt, schont Akkus von Laptops, Handy usw. dank Eigenleuchtkraft) > daraus folgt: OLED-Bildschirme entwickeln weniger Wärme als LCDs


  • Dünnere Bildschirme (z. B. 3mm)


  • Starke Kontrastwerte (1.000.000 : 1, Vergleich Plasma: 10.000 : 1)


  • Vermeidung von Bewegungsunschärfe, da es Bildsignale etwa 100-mal schneller verarbeitet, als LCDs (0,001 ms vs. 2,0 ms)


  • Hohe Auflösung (z. B. Samsung SDI 1600x1200 Pixel

  • )
  • Leicht (z. B. zwei Kilogramm für einen Fernseher)


  • Geringe Herstellungskosten (da keine Hintergrundbeleuchtung, Materialkosten für Licht gebende Schicht fällt also weg. Lassen sich theoretisch einfach auf ein Trägermaterial drucken, d. h. in einigen Jahren könnte es Drucker geben, die OLEDs kostengünstig drucken können)


  • Aus nahezu jedem Blickwinkel ein perfektes Bild (170 Grad)



Nachteile:

  • Nicht all zu lange Lebensdauer (30.000 Stunden, 10 Jahre bei durchschnittlich 8 Std. Betriebszeit), Einige Pixel altern schnelle als andere, Folge: Helligkeitsunterschiede

  • Verwendeten Metalle Rosten, Anodenmaterial bricht bei zu häufigem Biegen. Hersteller versprechen jedoch in den kommenden Jahren dies zu beheben.

  • Zurzeit keine Markterschließung, da sich jede Anwendung, die man heutzutage mit einem OLED realisieren könnte, auch von anderen Flachdisplaytypen realisieren lässt.

 

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