Organische LEDs eine spannende Technologie

Die OLED gehört zu den so genannten Dünnschichtbauelementen, die im Gegensatz zu den üblichen Halbleiterbauteilen aus organischen und halbleitenden Materialien hergestellt werden. Besonders gern eingesetzt werden OLEDs überall dort, wo mit der modernen Dünnschichttechnik gearbeitet wird, beispielsweise in großflächigen Beleuchtungseinrichtungen oder für Displays und Bildschirme. Sogar biegsame Bildschirme lassen sich mithilfe der OLED-Technik herstellen.

LED, OLED, LCD und die Unterschiede

Am bekanntesten und am weitesten verbreitet sein dürften die herkömmlichen LEDs, die als Halbleiterbauelemente anfänglich nur als Kontrollleuchten oder in LED-Displays für Uhren oder Messgeräte zum Einsatz kamen, da sie eine zunächst begrenzte Leuchtstärke besaßen. Im Lauf der Zeit konnte die Leuchtkraft der Leuchtdioden allerdings stark erhöht werden, so dass sie in immer mehr Bereichen eingesetzt werden konnten, nach langer Zeit der Weiterentwicklung nun endlich auch als Leuchtmittel. Die Materialien, aus denen LEDs bestehen, sind kristallin und anorganisch. Eingesetzt werden sie unter anderem auch für LCD-Displays, die selbst nicht leuchten können und aus diesem Grunde eine Hintergrundbeleuchtung benötigen. Durch den Einsatz von RGB-LEDs (in allen denkbaren Farben leuchtende LEDs) können auch Displays mit relativ geringer Auflösung vor allem für großflächige Anwendungen hergestellt werden. Die OLEDs sind eine moderne Technologie, mit deren Hilfe sich sehr flachen Leuchtmittel oder Displays sowie großflächige Bildschirme herstellen lassen. Sie bestehen im Gegensatz zu anderen Halbleiterbauelementen aus organischen Materialien und erfordern einen komplett anderen Herstellungsprozess.

Flache Bauweise durch Dünnschichttechnik

Die genannte Dünnschichttechnik ist eine moderne Herstellungsart, die unter anderem auch bei der Fertigung von Halbleiterbauelementen eingesetzt wird. Die Besonderheit dieser Technik besteht darin, dass viele Halbleiterschichten von zum Teil nur wenigen Nanometern bis hin zu einigen Mikrometern Stärke eingesetzt werden können. Die OLEDs profitieren von dieser Technik, da aufgrund der modernen Herstellungsverfahren sehr flache Bauelemente wie beispielsweise Beleuchtungseinrichtungen oder Displays hergestellt werden können, ganz im Gegensatz zur herkömmlichen LED-Technik oder anderen Displaytechnologien. Sogar flexible Bauelemente können hergestellt werden, auch wenn diese durch eine übermäßige mechanische Beanspruchung sehr schnell beschädigt werden können.

Vorteile von OLEDs vor allem in Bildschirmen

Anders als LCD-Displays oder Bildschirme erzeugen mit OLEDs hergestellte Displays selbst Licht, sie benötigen daher keine Hintergrundbeleuchtung. Damit fällt ein wesentlicher Kostenfaktor und Energiefaktor aus, der für Einschränkungen im Bereich der herkömmlichen LCD-Displays sorgt. Gleichzeitig eignen sich diese Bauteile auch für die Herstellung von Monitoren oder Displays mit einer sehr hohen Auflösung. Da zum Teil nur eine einzige Halbleiterschicht benötigt wird, können äußerst dünne Displays hergestellt werden, die noch nicht einmal eine zusätzliche Beleuchtung benötigen. Für eine großflächige Anzeige beispielsweise können Displays mit einer Gesamtstärke von weniger als fünf Millimetern gebaut werden, was mit den meisten LCD Anzeigen nicht möglich ist. Es gibt aber noch einige andere Vorteile, wie zum Beispiel folgende:

  • Mit OLEDs bestückte Displays erzeugen einen wesentlich höheren Kontrast als handelsübliche LCD-Anzeigen.
  • Die Beleuchtung für einzelne Pixel kann separat angesteuert werden.
  • Dadurch sind komplett tiefschwarze Hintergründe und wesentlich bessere Kontraste möglich.
  • Mithilfe von OLEDs hergestellte Displays sind äußerst stromsparend.
  • Der Betrachtungswinkel ist deutlich größer als bei vergleichbaren LCD-Anzeigen.
  • Mit OLEDs hergestellte Displays bieten sehr schnelle Reaktionszeiten (bzw. Bildwechsel).

Es gibt aber auch Nachteile

Mit OLEDs bestückte Anzeigen und Bildschirme bieten zahlreiche Vorteile, die zum Teil sehr beeindruckend in Szene gesetzt werden können. Allerdings haben sie auch ein paar Nachteile, zu denen beispielsweise die folgenden gehören:

  • Die Herstellung von mit OLEDs bestückten Displays ist (noch) recht teuer.
  • Die Lebensdauer der Anzeigen ist begrenzt.
  • Die Lichtausbeute ist etwas geringer als bei Haus anorganischen Materialien hergestellten LEDs.
  • OLEDs reagieren deutlich empfindlicher auf hohe Luftfeuchtigkeit oder Temperaturschwankungen.
  • Außerdem reagieren sie empfindlicher auf viele andere Stoffe und benötigen daher eine sehr gute Kapselung, durch welche wiederum die Flexibilität der Bauteile beeinträchtigt werden kann.

  • Bei der Verwendung als Leuchtmittel haben OLEDs eine geringere Lichtausbeute als LEDs.
  • Die mit dieser Technologie versehene Displays sind mechanisch sehr anfällig und können bei übermäßiger Beanspruchung sehr schnell Ausfälle ausweisen, beispielsweise nicht mehr leuchtende Bereiche (die so genannten Dark Spots).

Organische LEDs aus kohlenstoffhaltigen Stoffen

Natürlich erfolgt die Herstellung von OLEDs nach chemisch komplizierten Verfahren, weshalb der Begriff organische etwas verwirrend klingt. Schließlich handelt es sich um elektronische Bauteile, die sonst hauptsächlich mit Begriffen wie Silizium oder anderen anorganischen Stoffen in Verbindung gebracht werden. Die organische Leuchtdiode bzw. LED und deren Namensgebung basiert mehr auf dem englischen Begriff „organic“, welcher in diesen Zusammenhang mit den kohlenstoffhaltigen Bestandteilen dieser Halbleitertechnologie zu nennen wäre.

OLEDs mit verschiedenen Leuchtfarben und deren Lebensdauer

Die Herstellung von OLEDs mit verschiedenen Leuchtfarben basiert wie bei den anorganischen bzw. herkömmlichen LEDs auf der Verwendung verschiedener Materialien. Hieraus ergibt sich ein Problem, da die zur Erzeugung aller Regenbogenfarben notwendigen roten, grünen und blauen Leuchtpunkte eben aus verschiedenen Materialien bestehen, die verschiedene Lebensdauern aufweisen. Gerade bei der Herstellung von Bildschirmen ergibt sich hieraus das Problem, dass im Lauf der Zeit an den Bildschirmen Farbverfälschungen auftreten können.

Unterschiede bei der elektrischen Ansteuerung der Anzeigen

Im Gegensatz zu LCD-Anzeigen sind mit OLEDs versehene Displays selbstleuchtend, das heißt, sie benötigen keine zusätzliche Hintergrundbeleuchtung. Hieraus ergibt sich allerdings auch ein Problem bei der Ansteuerung. LCD-Anzeigen benötigen eine Ansteuerung mit nur äußerst geringer elektrischer Leistung, da sie an sich bereits sehr energiesparend sind. Die Beleuchtung erfolgt dauerhaft durch LEDs oder andere Leuchtmittel. Da OLEDs selbstleuchtend sind, benötigen diese eine solche Hintergrundbeleuchtung, dafür aber eine wesentlich höhere elektrische Leistung für die Ansteuerung, die aus diesen Gründen aufwendiger aufgebaut sein muss, um die dafür notwendigen Leistungen zu erzeugen. Es handelt sich also um eine komplett anders funktionierende Technologie, die auch eine neue Art von Ansteuerung benötigt.

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