Homer J. Simpson

Inhaltsverzeichnis:

Einleitung

Was ist eine OLED?

Wie funktioniert eine OLED?

Wie funktioniert der Bildaufbau?

Wo kommen OLED Bildschirme zum Einsatz?

Welche Firmen sind die Hauptanbieter von OLED Bildschirmen?

Welche Probleme gibt es bei OLEDS?

Welche Zukunft haben OLED Bildschirme?

Quellen

Umfrage

Einleitung

Zuerst ein Mal stellt sich die Frage welche Kriterien denn ein moderner Flachbildschirm erfüllen muss. Ein moderner Flachbildschirm sollte ein hohes Kontrastverhältnis, einen niedrigen Energieverbrauch und eine hohe Flexibilität aufweisen. Er sollte möglichst vollfarbig sein, d.h. eine breite Farbpalette abdecken, eine schnelle Reaktionszeit haben, viele Betriebsstunden aushalten und einen möglichst großen Betrachtungswinkel haben. Noch dazu soll er leicht, flach und möglichst günstig sein. (vgl. OQ 1)
All diese Eigenschaften vereinen OLED Bildschirme und sie sind dünner als LCD und langlebiger als Plasmaschirme, im Bildaufbau um bis zu 1000 Mal schneller und sie lassen sich wie eine Zeitung zusammenrollen.

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Was ist eine OLED?

OLED ist die Abkürzung für organic ligth-emitting diode. Diese Organische Leuchtdiode besteht aus organischen, halbleitenden Polymeren (sprich Kunststoffen) oder kleinen Molekülen (small Molecules). (vgl.OQ 2) Organische Leuchtdioden können auf Glas, Quarz, oder flexiblen Substraten (Polymerfolien=Kunststoffolie) hergestellt werden. „Anders als die kurzmolekularen Leuchtdioden sind die langkettigen Polymere wasserlöslich. Daher können sich Bildschirmhersteller eine Polymerflüssigkeit mixen und sie mit einer Art Tintenstrahldrucker auftragen.“ (OQ 3) Somit ist es möglich sich einen Bildschirm aus zu drucken! „Das Display ist so dünn wie eine Plastik-Folie und auch so biegsam.“(OQ 2) Diese Dioden unterliegen dem Prinzip der Elektrolumineszenz. Wir kennen aus der Natur Lumineszenzeffekte etwa bei Glühwürmchen, die ihr Leuchten nach belieben aus- und anstellen können. „Organische Lumineszenzdioden senden selbst Licht aus, so dass bei einem entsprechendes Display keine Hintergrundbeleuchtung anfällt.“(OQ 4) Somit sind OLED Bildschirme sehr sparsam im Stromverbrauch, was ein weiterer Vorteil gegenüber LCD Bildschirmen darstellt. Die Flüssigkristalle im LCD Bildschirm färben das Licht nur, aber sie können nicht selber leuchten, darum braucht es immer eine Beleuchtung im Hintergrund (Backlight). Bei OLED Bildschirmen hingegen leuchten nur jene Bildpunkte die gerade in Verwendung sind.

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Wie funktioniert eine OLED?

(OQ 1)

(OQ 2)

Als Basis für den Aufbau dient ein transparentes Substrat (Glas, Quarz, Polymerfolie). Die nächste Schicht die auf das Substrat kommt ist die Anode, eine ITO (Indium-Zinn-Oxid) Schicht, mit der Dicke von 0.1µm. Diese Schicht ist elektrisch leitfähig und durchlässig für sichtbares Licht. Darauf kommt eine dünne, ca. 100-150 nm (vgl. OQ 1)
Schicht eines organischen Polymerfarbstoffes z.B. amorphes Silizium (a-Si) (vgl.OQ 5), welcher der Schlüssel der organischen Leuchtdiode ist. „Schließlich wird als Kathode ein optisch nicht transparenter Metallkontakt mit niedriger Austrittsarbeit (z. B. Calcium) aufgedampft.“ (OQ 1)
Legt man nun eine Spannung von ca. 5 Volt an werden auf Seiten der Kathode Elektronen eingespeist und auf Seiten der Anode werden Löcher eingespeist. Die Anode saugt nun Elektronen aus der Farbschicht und wenn diese Elektronen auf die Löcher aus der Anode treffen bildet sich eine Exzitone. Das Elektron fällt in ein Loch und zerfällt dabei. Durch diese Rekombination wird ein Photon ausgesendet. Um die Effektivität zu erhöhen werden mehrere Schichten aufgetragen, weil so einfach mehr Löcher und Elektronen zur Rekombination vorhanden sind. „Die Farbe des Lichts hängt von der Energie ab, die frei wird, wenn ein Elektron und ein Loch zusammentreffen - durch die Wahl des organischen Materials kann diese Farbe gezielt verändert werden.“(OQ 2)) Man hat bereits sämtliche Farben realisieren können, und natürlich auch Rot, Grün und Blau (RGB).

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Wie funktioniert der Bildaufbau?

„Oleds lassen sich selbst ebenfalls in zwei Gruppen einteilen, je nach dem, wie die individuellen Bildelemente adressiert werden: aktiv oder passiv. Oleds mit passiver Matrix verfügen oben und unten über Spaltentreiber sowie links und rechts über Zeilentreiber, die jeweils mit den horizontalen und vertikalen Signalleitungen verbunden sind. An jedem Schnittpunkt befindet sich entweder ein monochromes oder ein farbiges Bildelement, gegebenenfalls mit roten, grünen und blauen Subpixeln, die aufleuchten wenn das Bildelement durch das Anlegen einer Spannung über die jeweilige Zeile und Spalte angesteuert wird. Die Zeilen und Spalten werden mit hoher Geschwindigkeit abgetastet, wodurch sich eine ähnliche Darstellung wie bei einem Punktmatrixdrucker ergibt. Aktive Matritzen sind dagegen ideal für große Anzeigen, hier wird für jedes Bildelement ein Dünnfilmtransistor spendiert. Dieser wird von den Zeilen- und Spaltentreibern angesteuert und schaltet das jeweilige Bildelement oder Subelement ein oder aus. Ähnlich einem dynamischen Halbleiterspeicher bleibt ein Pixel bis zum nächsten Programmierimpuls erhalten. Aktivmatrix für große Anzeigen“ (OQ 4)

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Wo kommen OLED Bildschirme zum Einsatz?

OLED Bildschirme kamen erstmals 1999 in Autoradios zur Anwendung und heute findet man sie bereits in Handy- und Digitalkameradisplays und anderen Kleingeräten. In Zukunft sollen sie überall dort zum Einsatz kommen wo ein scharfes Display, aber ein niedriger Stromverbrauch erwünscht ist (z.B. Laptops, Flugzeugcockpit -> Produktpräsentation Philips).
„Samsung hat ein OLED-Display entwickelt, das mit 21-Zoll-Diagonale nach eigenen Angaben das größte jemals produzierte ist.
Seiko habe im Jahr 2004 zwar ein 40-Zoll-OLED-Display gezeigt, das sei aber aus vier einzelnen 20-Zoll-Displays zusammengesetzt gewesen und zähle deshalb nicht für den Größenvergleich, meint Samsung. Das OLED-Display (Organic Light-Emitting Diode) von Samsung soll sich durch eine Helligkeit von 400 cd/m² auszeichnen. Samsung gibt das Kontrastverhältnis mit 5000:1 an. Mit diesen Kennzahlen eignet es sich laut Hersteller für High-Definition-Videos. … Das Display arbeitet mit WUXGA-Auflösung (1920 x 1200 Bildpunkten.“ (OQ 5)
Über die Reaktionszeit und den Stromverbrauch des aktiven-matrix basierenden Bildschirm schweigen sich die Koreaner aber vorläufig noch aus, obwohl die Reaktionszeit um ein vielfaches niedriger sein sollte als bei LCD Bildschirmen.

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Welche Firmen sind die Hauptanbieter von OLED Bildschirmen?

„Außer Epson arbeiten Philips, Samsung, Dow Chemical und die Siemens Tochter Osram an den Polymeren. Das Patent hält Cambridge Display Technologies (CDT), ein Spin-off der Universität Cambridge mit Jeremy Burroughes als Cheftechniker.“ (OQ 3)
Weiters sind Pioneer und RiTdisplay zu erwähnen.

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Welche Probleme gibt es bei OLEDS?

OLEDs verblassten am Anfang ziehmlich schnell, doch das scheint man nun in den Griff bekommen zu haben. Ein weiteres Problem ist, dass die roten, grünen und blauen Pixeln unterschiedlich schnell altern. (vgl. OQ 2) Dabei sind die blauen OLEDs ein Problem. Hierzu findet man unterschiedliche Angaben von Betriebsstunden. Auf Wikipedia wird von einer Lebensdauer von „nur“ 5000h (vgl. OQ 2) gesprochen und in einem Artikel von Yahoo! Finanzen wird von einer Lebensdauer von 70.000h gesprochen was ein Dauerleuchten von 23 Jahren wäre. (vgl. OQ 3)
Philips zeigt sich realistisch und will noch 2005 ein Vollfarbdisplay mit einer Lebensdauer von 5000h auf den Markt bringen, was für ein gedimmtes Handydisplay allemal reichen würde. (vgl. OQ 3)

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Welche Zukunft haben OLED Bildschirme?

Bis OLED Bildschirme mit LCD Bildschirme konkurrieren können, vergehen laut Experten noch drei bis vier OLED Produktgenerationen und man rechnet erst ab 2007 mit einer ausreichenden Fülle an Polymeren um eine kostengünstige Massenproduktion zu gewährleisten. Ab 2010 sollen dann billigere OLED Bildschirmen den LCD Schirmen den Rang ablaufen.
Auf Grund der hervorragenden Eigenschaften von OLED Bildschirmen sind die Einsatzmöglichkeiten schier unbegrenzt. Sie können großflächiger als Röhrenmonitore gebaut werden. Die Bildschirme bleiben im ausgeschalteten Zustand Transparent, und somit können sie in Fenster jeglicher Art integriert werden. Ausserdem kann man sie mit einem Tintenstrahldrucker einfach ausdrucken und sie sind biegsam, wie eine Folie. Man hängt sich seinen „unsichtbaren“ Fernseher wie ein Poster auf die Wand. Weiters kann man sie auch in z.B. Helmvisiere oder auch Autoscheiben einbauen um so direkte Informationen dem Träger ein zu spielen, wie eine Art Bild im Bild. Lassen Sie ihrer eigenen Phantasie freien Lauf!

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Quellen

Alle Quellen wurden am 21.Jänner 2005 aufgerufen.

Quelle 1
Welt der Physik
Quelle 2
Wikipedia
Quelle 3
Yahoo! Finanzen
Quelle 4
Österreische OLED Homepage
Quelle 5
Tecchannel
Quelle 6
Philips

Quelle 7
Samsung

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Umfrage

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