OLED - Der Bildschirm der Zukunft?
Stand: 14.04.03
Seminarvortrag zum Seminar Allgemeine Informatik
Daniel Webelsiep
Betreuer: Prof. Dr. V. KlementProf. Dr. P. Kneisel
SS 2003
Inhalt des Vortrags
Seite 2 OLED - Der Bildschirm der Zukunft Daniel Webelsiep
OLED - Eine kurze Einführung
Das OLED Prinzip
Erste Produkte mit OLED Display
TFT vs. OLED
Analyse des Marktes
Die Zukunft der OLEDs
• Aufbau und Struktur
• Wie das Licht entsteht
• SM-OLED und Polymer OLED
• Ansteuerung des Displays
• Herstellungsprozesse
OLED - Was ist das?
Seite 3 OLED - Der Bildschirm der Zukunft Daniel Webelsiep
OLED - Organic Light Emitting Diode
Häufig verwendete Synonyme
• 'OEL' (Organic Electroluminescent)
• 'Polymer LED', kurz 'PLED'
Die wichtigsten Eigenschaften
• dünn und flexibel
• geringer Stromverbrauch
• günstige Herstellung
• universelle Einsatzmöglichkeiten
Quelle: DuPont
Normale LEDs
Seite 4 OLED - Der Bildschirm der Zukunft Daniel Webelsiep
LED - Light Emitting Diode
Besteht aus Halbleitern
Emittiert Licht, wenn die Diode von Strom durchflossen wird
Die Einsatzgebiete• Leuchten und Lichter
• Informationsanzeigen
• Laser
Quelle: LCD Museum
Das OLED Prinzip
Seite 5 OLED - Der Bildschirm der Zukunft Daniel Webelsiep
Quelle: Elektronik 10/2002
Entwicklung seid 1987 bei Kodak
Erste Prototypen in 1998
Zwei Arten von OLEDs• SM-OLED
• Polymer LED
Lumineszenz mit Strom
Hohe Leucht- dichte bei niedri-gen Spannungen
Aufbau einer OLED
Seite 6 OLED - Der Bildschirm der Zukunft Daniel Webelsiep
Quelle: Elektronik 10/2002
Polymerschicht zwischen Kathode und durchsichtiger Anode
Glassubstrat als Grundplatte
Versiegelung durch Abdich-tungsrahmen und Glas-abdeckung
Invertierte OLEDs
Seite 7 OLED - Der Bildschirm der Zukunft Daniel Webelsiep
Quelle: Heise Newsticker
20% höhere Leuchtdichte durch invertierte Strukturen
Verschiedene Grundsubstrate möglich
Durchsichtige Kathode nötig
Wie das Licht entsteht
Seite 8 OLED - Der Bildschirm der Zukunft Daniel Webelsiep
Quelle: Covion
Quelle: Elektronik 10/2002
Elektronen und Löcher werden durch Kathode und Anode injektiert
Bildung von Exzitonen im Polymer
Lichtemission durch Reorganisation
Freiwerdende Energie bes- timmt Farbe
Seite 9 OLED - Der Bildschirm der Zukunft Daniel Webelsiep
SM-OLEDs
Quelle: Covion
SM-OLED (Small Molecule)
"Low molecularweight dyes", Farbstoffe mit einigen Benzolringen
entwickelt von Kodak seid 1987
Verfügbare Farben Rot, Orange, Grün, Blau und Weiß
Lizenziert von Pioneer, Sony und Samsung
Vollfarbige Displays verfügbar
Polymer OLEDs
Seite 10 OLED - Der Bildschirm der Zukunft Daniel Webelsiep
Quelle: Covion
Entwickelt an der Cambridge Universität
Weiterentwicklung durch CDT "Spin off" der Universität
High molecular weight polymers
Polythiophen (rot), Polyfluoren (blau) und Polyphenylenvinylen (grün)
Entstehen durch Abspaltung aus dotierter Poly-merflüssigkeit
Materialforschung
Seite 11 OLED - Der Bildschirm der Zukunft Daniel Webelsiep
Quelle: Kodak
Lebensdauer der Polymere wichtiges Gebiet der Forschung
LEDs liegen bei 50.000h - 100.000h
Unterschiedliche Alterung der Farben
Passive Displays
Seite 12 OLED - Der Bildschirm der Zukunft Daniel Webelsiep
Quelle: Elektronik 10/2002
Gleiche Ansteuerungselektronik wie bei TFT LC Displays
Strom steigt mit wachsenden Pixelzahl an, daher nur kleine Displays möglich
Einfache und billige Herstellung
Benutzung vor allem in mobilen Geräten
Aktive Displays
Seite 13 OLED - Der Bildschirm der Zukunft Daniel Webelsiep
Quelle: c't 02/1999
Jedes Pixel wird einzeln angesteuert
Transistoren regeln den Stromfluss
Kondensator zur Speicherung des vorherigen Bildinhaltes
Teurer in der Herstellung
Ermöglicht großflächige Displays
Wird bei TFT- und Plasmadisplays genutzt
Herstellungsprozess
Seite 14 OLED - Der Bildschirm der Zukunft Daniel Webelsiep
Quelle: IMS Frauenhofer Institut
Herstellung ist noch schwierig und teuer, beeinflusst die Lebensdauer der OLEDs
Nur wenige Anlagen in Betrieb
Mischverdampf-ungsverfahren zur Produktion von SM-OLEDs
Gleiche Anforder-ungen wie bei Chip-Produktion
InkJet-Verfahren
Seite 15 OLED - Der Bildschirm der Zukunft Daniel Webelsiep
Quelle: Chemsoc
Printverfahren für Polymer OLEDs
Entwickelt von CDT und Epson
Entscheidender Durchbruch für die OLED-Fertigung
400 Mio. Euro vom DFF für Displaywerk in 2005
Erste Anwendungen (1)
Seite 16 OLED - Der Bildschirm der Zukunft Daniel Webelsiep
Quelle: Kodak
Quelle: Motorola
Quelle: Covion
Einige Produkte auf der Cebit
Digitalkamera mit 2,2 Zoll
OLED Display
Handys von Motorola, Sanyo und Samsung
Kleine Anzeigen für z.B. Autos, Haushaltsgeräte
Erste Anwendungen (2)
Seite 17 OLED - Der Bildschirm der Zukunft Daniel Webelsiep
Quelle: Philips
Quelle: Pioneer Quelle: Chi Mei Optoelectronics
Der "Bond-Rasierer" von Philips
Autoradios von Pioneer und Kodak
20" Display von CMO, weitere von Samsung, Kodak und Sony
Lampen von Osram
TFT vs. OLED
Seite 18 OLED - Der Bildschirm der Zukunft Daniel Webelsiep
TFT LCD (Liquid Crystal Display) beherrschen den Markt zu 56%
Vorteile TFT gegenüber CRT
Nachteile der TFTs
• Absolute Schärfe, keine Konvergenzfehler
• Flimmerfreie Darstellung
• Hohe Leuchtkraft, geringer Stromverbrauch
• Feste Auflösung
• geringerer Farbumfang
• langsamere Reaktionszeit
• teuer
Hintergrundbeleuchtung erzeugt Licht
Polarisationsschichten filtern das Licht
Flüssigkeitskristalle drehen die Licht-polarisation und filtern bestimmte Farben heraus
7% des erzeugten Lichtes kommt durch
Funktionsweise der LCD
Seite 19 OLED - Der Bildschirm der Zukunft Daniel Webelsiep
Quelle: Tom's Hardware
Von TN-Film, IPS und MVA
Seite 20 OLED - Der Bildschirm der Zukunft Daniel Webelsiep
Quelle: Tom's Hardware
TN-Film (Thin Nemaic) geringer Blickwinkel schnelle Reaktionszeit
IPS (In-Plane Switching) großer Blickwinkel kräftige Farben hoher Stromverbrauch
MVA (Multi-Domain Vertical Alignment) großer Blickwinkel hoher Kontrast auch PVA von Samsung
Stärken von OLEDs (1)
Seite 21 OLED - Der Bildschirm der Zukunft Daniel Webelsiep
Quelle: Kodak
Voller Blickwinkel bei OLED Displays
Stabile Farben, voller Farbumfang
hohe Reaktionsge-schwindigkeit < ms
Volle Leuchtkraft, da OLED das Licht selbst erzeugen
Schärfe, keine Konvergenzfehler und feste Auflösung wie bei TFT LCDs
Stärken von OLEDs (2)
Seite 22 OLED - Der Bildschirm der Zukunft Daniel Webelsiep
Quelle: Kodak
Voller Kontrast, auch bei direkter Sonneneinstrahlung
geringer Stromverbrauch unterstützt mobilen Einsatz
Dicke von ca. 2 mm, Hintergrund-
beleuchtung fehlt
Weniger anfällig gegenüber Berührungen
Marktanalyse (1)
Seite 23 OLED - Der Bildschirm der Zukunft Daniel Webelsiep
großer Wachstumsmarkt in den nächsten 10 - 15 Jahren
Marktvolumen von 3 Mrd. Dollar in 2007
Stark differierende Zahlen der Marktanalysten
Erste Produkte im mobilen Bereich• Handy Digitalkamera
• PDA Camcorder
• MP3 Player kleine Anzeigen
• Autoradio Spiele (Pocket PC)
Markanalyse (2)
Seite 24 OLED - Der Bildschirm der Zukunft Daniel Webelsiep
Quelle: DisplayResearch
große Displays erst in 5 Jahren, TV Displays in 10 Jahren
Warten auf Serienreife der PLEDs
Zukünftige Anwendungen
Seite 25 OLED - Der Bildschirm der Zukunft Daniel Webelsiep
Quelle: Siemens AG
Beleuchtung für Autos, Wohnung Stichwort: leuchtende Tapeten
Anzeige auf Chip-Karten, z.B. Kontostand
Zusammenrollbare Monitore
Elektronisches Papier
Die Zeitung der Zukunft mit Internetzugang
Der Bildschirm der Zukunft
Seite 26 OLED - Der Bildschirm der Zukunft Daniel Webelsiep
Quelle: Siemens AG
OLEDs bieten Vorteile gegenüber TFTs
Forschung ist noch am Anfang
• geringer Stromverbrauch, höhere Helligkeit
• bessere Darstellung bei Kontrast und Farben
Mobile Produkte schon verfügbar
Großes Marktpotential
OLED Displays sind die Bildschirme der Zukunft
Ende des Vortrags
Seite 27 OLED - Der Bildschirm der Zukunft Daniel Webelsiep
Danke für die Aufmerksamkeit!
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