Kleiner, leichter, billiger:Lösen OLEDs die LCDs ab?

16.08.2001
Die Nachfrage nach kleinen, handlichen, billigen, Strom sparenden und hochauflösenden Displays ist - zusätzlich angekurbelt durch die UMTS-Vergabe - rasant gewachsen. Dank dieser positiven Lage wurde in die Forschung viel investiert. Nun zeichnet sich eine erfolgreiche und schnelle Entwicklung ab.

Nicht nur für Handys, PDAs und Notebooks ist diese neue Technik relevant - auch die Autoindustrie ist sehr interessiert. Da bieten sich beispielsweise Szenarien vom gläsernen Cockpit an: Bei Gefahr leuchtet eine organische Diode in der Scheibe, und auch die Geschwindigkeit liest man dann direkt vom transparenten Display auf der Windschutzscheibe ab.

OLED-Technik

Auf der SID 2001 und der Cebit 2001 in Hannover zeigten bereits viele Hersteller Prototypen von Displays, die auf organischen Leuchtdioden (Organic Light Emitting Devices, OLED) basieren. Bei diesen Displays besteht jeder Bildpunkt aus einer Leuchtdiode aus einem leitenden Kunststoff. Genauer: ein Licht emittierender Polymerfilm, der auf extrem dünnen Niedertemperatur-Transistor-Strukturen aus Polysilikon aufgebracht ist. Das Licht wird von einer Diode im Pixel selbst erzeugt; so kann auf Hintergrundbeleuchtung verzichtet werden. Daher können die Gehäuse extrem dünn gebaut werden.

OLEDs haben gegenüber LCDs erhebliche Vorteile: Sie sind dünner (wie eine Scheckkarte), leichter und verbrauchen weniger Strom. Auch der Blickwinkel der Displays ist deutlich größer als der von LCDs. Damit sind sie prädestiniert für die Verwendung in Mobiltelefonen (Passiv-Matrix-Displays). Aktiv-Matrix (AM)-Displays sollen beispielsweise in Notebooks, E-Books oder PDAs eingesetzt werden.

Zwei unterschiedliche Varianten

Organische Leuchtanzeigen gibt es in zwei unterschiedlichen Varianten: Small-Molecule-OLEDs und LEDs. Die grundlegende Technik der OLEDs wurde von Kodak entwickelt; zu den Herstellern gehören heute unter anderem E-Magin, Sanyo, Sony und Tohoku Pioneer. Unter der Federführung von Cambridge Display Technology (CDT) wurden die Polymer-LEDs entwickelt.

Die Bildqualität der Light Emitting Polymers hinkt den OLEDs noch etwas hinterher, da im Bereich der OLEDs schon weit länger geforscht und entwickelt wird. Die LEDs versprechen geringere Fertigungskosten: Während die organischen Leuchtstoffe der OLEDs im Vakuum auf das Substrat aufgedampft werden müssen, kann man das organische Material der LEDs in Flüssigkeit auflösen und anschließend entweder durch Auftröpfeln auf die schnelldrehende Substratfläche ("spin coating") oder im Tintendruckverfahren aufbringen.

Toshiba überraschte im Februar mit der Präsentation eines vollfarbigen, 2,85 Zoll großen Polymerdisplays. Der Newcomer im Bereich der Plastikanzeigen druckt sein LEP (Light Emitting Polymer) auf ein TFT-Substrat aus Low Temperature Polysilizium (LTPS). Die Firma will organische Displays bereits im April 2002 in Serie produzieren. Auch Philips präsentierte ein 1,4 Zoll großes LED für Handys und prophezeite ebenfalls die Serienproduktion für Anfang 2002.

Die OLED-Hersteller, welche die Basistechnik von Kodak nutzen, warten mit deutlich größeren Bildschirmdiagonalen auf. So präsentierte Sony auf der SID 2001 einen 13-Zoll-Prototypen. Die Massenproduktion startet laut Sony ab 2003.

Durch die kurze Reaktionszeit der OLEDs eignen sie sich zudem besonders gut für die Wiedergabe von bewegten Bildern und Videosequenzen.

Doch auch bei den herkömmlichen LCDs tut sich was: Matsushita Electronics hat jetzt ein farbiges 1,7-Zoll-Kunststoff-Display für Handys vorgestellt. Es ist nur halb so dick wie ein Glas-LCD und wiegt lediglich ein Drittel. Ab 2002 sollen monatlich mindestens 250.000 solcher Displays produziert werden. Auch Sharp hat die Serienproduktion von farbigen Kunststoff-LCDs bereits angekündigt.

Ist der Weg frei für die Massenproduktion?

Ein interessantes Verfahren, wirklich billige Displays herzustellen, bietet die Möglichkeit des Druckens vom Polymeren: Ähnlich wie beim Tintenstrahldrucker werden organische Materialien auf ein Trägermaterial aufgedruckt. Dank der Drucktechnik lassen sich die sonst schwer zu strukturierenden Polymere auch für Matrixdisplays verwenden. Erste Erfolge mit diesem Verfahren können beispielsweise CDT (Cambridge Display Technology), Philips und Toshiba vorweisen.

Doch ob die Serienreife hierfür schon für 2002 zu erwarten ist, ist mehr als fraglich. Gerade für Zollgrößen, wie man sie für Notebooks oder Display benötigt, wäre dieses Verfahren vorteilhaft. In der näheren Zukunft werden OLEDs oder LEDs ihren Einsatz vornehmlich in Handys oder Autoradios finden. Mit wachsenden Kapazitäten werden dann auch PDAs bestückt werden. Bautiefe, Gewicht und Stromverbrauch sind nach wie vor zentrale Argumente bei allen mobilen Geräten, doch für den Einsatz in Monitoren eher zweitrangig. Die neue Technologie bietet sich vor allem für Geräte an, die Mobilität und multimediale Inhalte miteinander kombinieren.

Das Marktforschungsinstitut Stanford Resources erwartet ein Wachstum des Marktes für organische Leuchtanzeigen auf 1,6 Milliarden Dollar im Jahr 2007. Bereits für dieses Jahr prophezeit das Institut eine Ausweitung des Marktes auf 84 Millionen Dollar.

Die Hauptanwendungen für organische Displays sieht Stanford Resources bei den Mobile Appliances und im Automobilsektor.

Uta Mertens, Adi Europe

Zur Startseite