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

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Wird nun eine Spannung angelegt, so werden Elektronen (negative Ladungen) aus der Kathode und gleichzeitig Löcher (positive Ladungen) von der Anode mit hoher Austrittsarbeit in das organische Material injiziert. Im angelegten elektrischen Feld wandern Löcher und Elektronen durch den organischen Film und bilden bei ihrer Rekombination angeregte Zustände, die unter Aussendung von Photonen zerfallen und dabei Licht erzeugen.

OLED-Arten: Aktiv- und Passivmatrix-Module

Je nachdem wie die individuellen Bildelemente angesteuert werden, lassen sich OLED-Displays, ähnlich wie LCDs, in zwei Arten unterteilen: aktiv oder passiv. Displays mit passiver Matrix verfügen über Spalten- und Zeilentreiber. 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 der Spannung über die jeweiligen Zeilen und Spalten angesteuert wird (Zeitmultiplexbetrieb).

Dies muss in jeder folgenden Bildperiode (frame) erneut geschehen. Bei den AMOLEDs hingegen besitzt jedes Subpixel einen Dünnfilmtransistor, analog zur TFT-Technologie. Die Transistoren werden von den Spalten- und Zeilentreibern angesteuert, sodass das jeweilige Subelement ein- oder ausgeschaltet wird. Ähnlich einem dynamischen Halbleiterspeicher bleibt ein angesteuertes Pixel dann bis zum nächsten Programmimpuls erhalten.

Vor- und Nachteile von OLEDs

Eine Bewertung der OLED-Technologie lässt sich am besten im Vergleich von AMOLEDs mit der marktdominierenden TFT-LCD-Technologie aufzeigen.

• Hohes Kontrastverhältnis

Das Kontrastverhältnis ist bei LCDs das Verhältnis der angesteuerten Bildpunkte zur nicht angesteuerten, schwarzen Fläche und ist maßgeblich von der Helligkeit der verwendeten Hintergrundbeleuchtung und der Lichtabschottung der nicht angesteuerten Pixel abhängig. Bei OLEDs ist der Kontrast theoretisch unendlich, da tatsächlich nur die angesteuerten Bildpunkte leuchten. Der Hintergrund hingegen behält sein sattes tiefes Schwarz, da dieser ja nicht angesteuert wird und so kein Licht emittiert. Hersteller geben zurückhaltend Kontrastwerte ihrer OLEDs von 10000:1 an, was um ein Vielfaches höher ist als bei guten TFTs.

Auch nimmt bei LCDs der Kontrast bei zunehmendem Betrachtungswinkel ab und die Farben verändern sich. Bei OLEDs jedoch wird der Kontrast nicht von einem sich ändernden Blickwinkel beeinflusst. Dieser beträgt deshalb annähernd 180°. Die Farben bleiben dabei unverändert brillant und es findet keine Invertierung des Bildes oder Farbkippen statt.

• Kompakter Formfaktor

Da OLEDs kein Backlight und andere Komponenten benötigen, sind sie extrem kompakt und daher leichter und auch erheblich flacher als TFTs. Trotz alledem arbeitet beispielsweise CMEL mit ihrem MEM- (Metal-Encapsulated-Module, s. Bild 2) und GEM-Design (Glass-Encapsulated-Modul) auf noch dünnere Module hin.

• Extrem schnelle Response-Time

Die Response-Time wird definiert als die Zeit, die ein Bildelement benötigt, um vom nichtaktiven schwarzen auf den beleuchteten und wieder zurück in den schwarzen Zustand zu schalten. Bei einem LCD muss dazu ein träger Flüssigkristall bewegt werden. In Gegensatz dazu fließen bei der OLED-Technologie Elektronen. Deshalb befinden wir uns hier im Bereich von Mikrosekunden. So ist ein OLED rund 1000 Mal schneller als ein LC-Display.

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