Sie suchen das beste LED-Display? Wir erläutern die zentralen Funktionen der OLED- und der LED-Technologie, um Ihnen zu helfen, die beste Lösung zu finden.
Während LEDs bereits seit Jahrzehnten auf dem Markt sind und stetig verbessert werden, befinden sich die äußerst dünnen OLEDs noch in einer frühen Entwicklungsphase und sind erst seit kurzer Zeit in praktischen Verbraucheranwendungen verfügbar, etwa in elektronischen High-End-Displays und Beleuchtungsplatten. Wir untersuchen die Funktionsweisen beider Displaytypen und erläutern, warum OLED die kommende Displaytechnologie ist.
Was ist eine LED?
Eine Diode ist ein einfaches Halbleitergerät mit zwei Leitungen, das als „Einbahnstraße“ für elektrischen Strom fungiert. Eine LED (Light Emitting Diode) ist eine besondere Art von p-n-Übergangsdiode, die durch das als Elektrolumineszenz bekannte Phänomen sichtbares Licht aussenden kann.Eine p-n-Übergangsdiode besteht aus zwei separaten Halbleitern – einem n-Typ-Quarz auf einer Seite und einem p-Typ-Quarz auf der anderen. Die Grenze zwischen den beiden Halbleitern wird als pn-Übergang bezeichnet. Wenn die korrekte Spannung anliegt, gehen Elektronen von einer Halbleiterschicht auf die andere über, wobei Photonen emittiert werden, die wir als Licht wahrnehmen. Die Farbe des LED hängt von den Halbleitermaterialien und den Herstellungsverfahren ab.
Was ist eine OLED?
Ein OLED (Organic Light Emitting Diode) ist eine Weiterentwicklung der Prinzipien, auf denen eine Standard-LED basiert, in Form eines äußerst dünnen (100 bis 500 Nanometer) Solid-State-Geräts. (200 Mal dünner als menschliches Haar!) Das Grundkonzept des p-n-Übergangs ist identisch mit dem einer LED. OLEDs verwenden jedoch kein Halbleitermaterial, sondern äußerst dünne Schichten aus elektrolumineszenten organischen Verbindungen, die in Reaktion auf einen elektrischen Strom Licht emittieren. Der emittierende organische Halbleiter befindet sich zwischen zwei Elektroden, der Anode und der Kathode, und diese Baugruppe selbst liegt auf einem Substrat auf. Wenn elektrischer Strom anliegt, übergibt die Kathode Elektroden an die organischen Moleküle in der emittierenden Schicht und die Anode entfernt Elektroden aus der leitenden organischen Schicht, was zu Lücken führt. An der Grenze zwischen der emittierenden und der leitenden Schicht finden Elektronen diese Elektronlücken. Wenn die Elektronen diese Lücken füllen und auf eine Energieebene des Atoms gelangen, dem ein Elektron fehlt, geben Sie Energie in Form eines Photons ab.
Wie funktionieren OLED-Displays?
Wie bei LEDs hängt die Farbe des von einer OLED emittierten Lichts von der Art der organischen Moleküle in der emittierenden Schicht ab. Hersteller platzieren verschiedene Arten organischen Films auf einer OLED, um Farbdisplays herzustellen. Die Lichtintensität hängt vom angelegten elektrischen Strom ab; je größer die Stromstärke, umso heller das Licht.
Die organischen Schichten einer OLED bestehen aus Polymeren oder kleinen Molekülen. In der ersten Generation dieser Geräte wurden kleine organische Moleküle verwendet, die einen teuren und arbeitsintensiven Fertigungsprozess erforderten. Heute verwenden Forscher viel größere Polymermoleküle, die zu geringeren Kosten und in großen Platten, die gut für große Bildschirme geeignet sind, produziert werden können.
OLED-Displays können über Passivmatrix- (PMOLED) oder Aktivmatrix- (AMOLED) Steuerverfahren betrieben werden. Bei einem Passivmatrixdesign wird jede Zeile des Displays sequenziell gesteuert, während Aktivmatrixmodelle eine dünne Transistor-Hintergrundschicht verwenden, um auf jedes Pixel einzeln zuzugreifen und es zu steuern – dies ermöglicht höhere Auflösungen und größere Bildschirme. Über PMOLED und AMOLED hinaus gibt es noch Untertypen von OLEDs, wie etwa transparent, oben emittierend, weiß oder faltbar. Jeder dieser Typen bietet Vorteile für bestimmte Displayanwendungen.
Welche Vorteile bietet ein OLED-Display?
Allgemein bieten OLED-Displays hellere und schärfere Anzeigen auf elektronischen Geräten und verbrauchen weniger Energie als herkömmliche LEDs oder LCDs.
Derzeit gelten OLEDs in der Verbraucherwelt als die modernsten und besten Lösungen für Fernsehgeräte mit großen Bildschirmen. LED, Super UHD und selbst Quantum Dot LED-TVs sind sich fundamental gleich – alle sind LCD-Anzeigen mit LED-Hintergrundbeleuchtung. OLED-Fernseher stehen jedoch noch darüber.
LCD/LED-Displays verwenden eine Hintergrundbeleuchtung für alle Pixel gleichzeitig sowie Farbfilter, um die Farben zu erzeugen. OLED-Fernseher beleuchten jeden einzelnen Pixel, was deutliche Vorteile für die Bildqualität bietet. LCDs arbeiten mit der selektiven Blockierung von Hintergrundbeleuchtungsbereichen, um die Bilder zu erzeugen, die Sie sehen, während OLED-Pixel ihr eigenes Licht generieren. Das Ergebnis ist ein größerer Betrachtungswinkel als bei LCDs, die nach dem Prinzip der Blockierung der Hintergrundbeleuchtung arbeiten und dadurch die Betrachtung aus bestimmten Winkeln direkt behindern. Dazu kommen tiefere Schwarzstufen durch die Möglichkeit zur Deaktivierung von Pixeln und damit zur Anzeige von perfektem Schwarz.
Die Tatsache, dass OLED-Displays keine Hintergrundbeleuchtung benötigen, macht sie leichter und flexibler als Flüssigkristalldisplays. Dies bedeutet, dass sie deutlich weniger Strom verbrauchen, was wiederum von entscheidender Bedeutung für eine längere Akkubetriebsdauer in kleineren tragbaren Geräten wie Mobiltelefonen ist. Da organische OLED-Schichten viel dünner sind als ihre LED-Quarzgegenstücke können sie mehrschichtig gefertigt werden, so dass sie heller leuchten als LEDs. Wenn diese Vorteile nicht reichen, bieten OLEDs typischerweise auch einen breiteren Temperaturbereich und kürzere Reaktionszeiten, wodurch sie ideal für industrielle Anwendungsbereiche sind.
So wie LED-Beleuchtungs- und Displaytechnologien in den letzten 10 Jahren erheblich verbessert wurden, so ist auch ein ähnlicher Trend bei OLEDs zu erwarten – mit verbesserten Formfaktoren, besserer Produktintegration sowie Verbesserungen bei Anwendungsmöglichkeiten, Farbqualität und Kosten. Aber selbst in dieser frühen Phase ist bereits klar, dass Anwendungen, die die Vorteile von OLEDs nutzen, heller leuchten als Konkurrenzprodukte.
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