AMOLED-Technologie Aktiv-Matrix-OLED-Displays für industrielle Anwendungen vor dem Durchbruch

Displays auf OLED-Basis fristeten lange Zeit als kleine, passive Hilfsanzeigen ihr Dasein. Die neusten technischen Entwicklungen erlauben nun aber auch große Aktiv-Matrix-Displays und die ursprünglichen technischen Nachteile treten zunehmend in den Hintergrund.

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Auch wenn die technischen Grundlagen der OLEDs schon mehr als 20 Jahre bekannt sind, wurde diesen in den letzten Jahren wenig Bedeutung beigemessen. Grund dafür waren einige scheinbar unüberwindbare Schwächen der Technologie wie die allgemeine Lebensdauer oder die unterschiedliche Alterung der Subpixel.

Verfolgt man heute jedoch den Markt, erkennt man schnell, dass alle großen Displayhersteller wie LG, AUO, Samsung, Sharp oder Epson bereits Prototypen auf den wichtigen Messen ausstellen oder zumindest mit Hochdruck an der Technologie entwickeln. Sony hatte als Vorreiter mit dem XEL-1 bereits im vergangenen Jahr den ersten OLED-Fernseher auf den Markt gebracht, wenn auch nur mit 11" Bildschirmdiagonale. CMEL, ein Tochterunternehmen der taiwanesischen CMO, bietet inzwischen sogar erste Aktiv-Matrix-OLEDs von 2,0" bis 7,6" für den industriellen Einsatz an.

Wer zum ersten Mal ein OLED-Display sieht, ist von der kontrastreichen Darstellung und den brillanten Farben überwältigt. Text, Grafiken und Bilder sind gestochen scharf. Videos werden schnell, unverfälscht und streifenfrei übertragen. Die hohe Helligkeit erweckt den Eindruck als würden die angezeigten Bilder strahlen. Ändert man den Betrachtungswinkel, bleibt der hervorragende optische Eindruck aus allen Blickrichtungen unverändert perfekt. Es ist schwer, das Erlebnis OLED in technische Daten zu fassen. Die angegebenen Werte in den Spezifikationen von Displays können nur Anhaltspunkte sein, um die hervorragende Performance dieser Technologie zu beschreiben (Bild 1).

Prinzip und Funktion von OLEDs

Eine OLED ist ein selbstleuchtendes Display. Eine Hintergrundbeleuchtung, die bei herkömmlichen LCD-Modulen unumgänglich ist, wird daher nicht benötigt. Die Abkürzung OLED steht dabei für organische Leuchtdiode (engl. organic light-emitting diode). OLED-Displays haben prinzipiell eine relativ einfache Struktur mit organischen Filmen zwischen zwei Elektroden (Bild 2).

Die typische Dicke der organischen Filme liegt bei etwa 100 bis 200 nm. Dabei werden in der Regel zwei Arten organischer Materialien eingesetzt: Entweder kleine Moleküle, normalerweise aus Aluminiumhydroxyquinolin oder langkettige Polymere, meist Polyparaphenylenevinylen. Die kleineren Moleküle werden in mehreren Schichten im Vakuum thermisch aufgedampft (Patent von Eastman Kodak), wohingegen die Polymere entweder aufgedruckt oder über das so genannte Spin-Coating-Verfahren aufgebracht werden (Patent der Firma Cambridge Display Technology).

Auf eine transparente Anode, die z. B. aus Indium-Zinn-Oxid (ITO) besteht und sich auf einer dünnen Glasscheibe befindet, wird ein organischer Film (Lochleitungsschicht oder konduktive Polymerschicht) aufgebracht. Darüber ist eine zweite organische Schicht (emissive Polymerschicht) mit einer Kathode bestehend aus Metallen wie Barium oder Kalzium. Die letzte Ebene ist wieder eine Glasscheibe. Die Dicke des gesamten Moduls wird maßgeblich durch die Dicke der Gläser bestimmt und beträgt knapp über 1 mm. Das organische Material spielt dabei eine untergeordnete Rolle, da diese Schicht 200 Mal dünner als ein menschliches Haar ist.

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